关于薄壁金刚石钻头胎体性能的探讨

对薄壁金刚石钻头胎体进行了性能分析和配方设计探讨，尤其根据被钻切介质对钻头胎体性能的要求作了较详细的分析，从理论分析结合实践经验筛选出了钻切建筑石材和各种钢筋砼的钻头胎体配方，在生产中满足了钻头工作条件的要求。     

对我国金刚石钻头胎体经典配方的理论优化和建议

选取合理可信的约束条件对我国经典的63号金刚石钻头胎体配方进行了优化验证，获得理论认识，并依此对已有成熟配方的改进提出了建议。     

探 索 拾 零 (三) ——孕镶人造金刚石钻头自由谈

20世纪中叶出现的孕镶金刚石钻头，为机械式破碎岩（矿）层的钻探工程揭开了新的篇章。因其分散的切削具自动磨蚀、脱落和及时更新的特性，既减轻机械负荷，更提高纯钻进速度和回次进尺，是高效、优质、低成本的取心钻进的好办法。业内的专家、学者们不辞辛劳，在岩石破碎机理，人造金刚石单晶，孕镶人造金刚石钻头设计、制造及钻进工艺技术等方面进行了大量的探索和实践。     

绿柱石与硅铍石原位结晶实验研究

绿柱石与硅铍石均为铍矿物家族中的主要成员,是重要的工业铍矿物,利用背散射和电子探针研究矿物特性时,常可见两者共生或发生交代的现象（饶灿,2009;Reyf, 2008; Evensen, 1999）,其结晶条件对于成矿环境与成矿机制均具有重要的指示意义。前人已进行了关于绿柱石,硅铍石等铍矿物稳定性的实验研究,但研究多采用高温淬火的高温高压实验装置,误差大,且无法原位观测矿物结晶习性（王振杰, 1992;Sirbescu et al., 2009）,本文利用热液金刚石压腔,原位观测了绿柱石与硅铍石的结晶过程,得到了它们结晶的温压条件及结晶习性。     

山东金刚石原生矿成矿规律研究

山东金刚石矿主要分布于蒙阴地区与郯城地区。根据2009年矿产资源利用现状调查资料,山东省有金刚石矿产地9处,其中金伯利岩型原生矿4处,砂矿5处。截止2015年底,山东省保有资源储量为1357万ct,其中常马金刚石原生矿资源量为326万ct,西峪金刚石原生矿资源量为1031万ct。虽然含金刚石的岩石类型很多,但到目前为止,仅有金伯利岩和钾镁煌斑岩（橄榄金云火山岩）可以形成具有工业意义的金刚石原生矿。在山东境内,目前仅有金伯利岩可形成具有工业意义的金刚石原生矿。由于山东金刚石原生矿皆赋存在金伯利岩中,因此研究与寻找金伯利岩是寻找金刚石原生矿的前提条件。鉴于此,对金伯利岩的赋存规律的研究,对金刚石进行成矿预测与指导找矿,都具有极为重要的意义。     

东天山哈密地区早二叠世花岗岩体及镁铁质包体的年代学, 岩石地球化学特征及其构造意义

花岗岩中包体是区域构造与深部过程研究结合的良好窗口,对研究花岗岩的成因和壳-幔相互作用有非常重要的意义。东天山南山口黑云母二长花岗岩中广泛发育镁铁质包体。主量元素组成上,寄主花岗岩岩具有中酸性、准铝质、富碱、富钾等特征;镁铁质包体则偏基性、贫钾。微量和稀土元素组成上,富集Rb、K、Th、U,贫Sr、P、Nb、Ta、Ti,且Zr、Hf含量相对较高,具中-强的铕负异常(0.46~0.57)。镁铁质包体与寄主岩具有相似的微量元素特征,但相对富集Sr、P,贫Zr、Hf,铕负异常中等或不明显(0.80~0.93)。闪长质包体属于同源包体,为寄主花岗岩同源母岩浆经结晶分异形成的早期产物。运用LA-ICP-MS锆石U-Pb定年技术,该南山口岩体暗色镁铁质微粒包体与寄主黑云母二长花岗岩的锆石U-Pb年龄分别为298.2±2.0Ma和294.0±2.7Ma,包体与寄主岩样品具有相似的Hf同位素组成,暗示其母岩浆来自新元古代晚期和早古生代亏损地幔中分离的新生地壳。该高钾钙碱性的花岗岩及其包体可能形成于东天山后碰撞背景下的板片断离后引起软流圈上涌,底侵体带来的热能使得新元古代晚期和早古生代的新生地壳发生部分熔融。     

坚硬致密弱研磨性地层孕镶金刚石钻头性能优化

基于金刚石钻头在坚硬致密弱研磨性地层钻进时易出现进尺效率低的现象,将SiC磨粒作为胎体耐磨损性弱化颗粒添加至胎体中,采用室内钻进及正交试验设计法从金刚石粒度、金刚石浓度、胎体耐磨损性弱化颗粒浓度、胎体硬度4方面对钻头性能进行优化,并探讨了钻进工艺参数对钻进效率的影响。结果表明:将适当材质的胎体耐磨损性弱化颗粒添加至钻头胎体中,能够有效提高钻头的钻进效率,避免钻头打滑的现象;胎体硬度HRC 25,金刚石粒度40/50目、金刚石体积分数55%,胎体弱化颗粒体积分数30%是本次试验最优的设计方案;在相同主轴转速条件下,轴向压力不宜超过3.5 MPa,在相同轴向压力的条件下,其主轴转速以750~850 r/min为宜。      

庐枞LZSD-1孔科学钻孔钻头选择与使用

受中国地质科学院地质研究所的委托,安徽省地质矿产勘查局313地质队承担《华东庐枞盆地科学钻探选址预研究》3000m科学钻探工程任务,该钻孔为大陆科学钻探选址预研究项目中6个钻孔之一,主要目的是通过钻探揭示和验证与成矿有关的岩体、基底、盖层的空间分布,建立地壳结构模型和异常解释的标尺,为大陆万米钻探提供选址依据。本文主要介绍了在施工过程中的钻头选用情况,仅供同行参考。     

湘中紫云山岩体暗色微粒包体的成因:岩相学、全岩及矿物地球化学证据

暗色微粒包体广泛分布于湘中紫云山岩体中的似斑状角闪石黑云母花岗闪长岩中,但其研究程度较低.对具有火成结构的暗色微粒包体及其寄主岩进行了岩相学、全岩及长石、辉石、黑云母的矿物地球化学研究,探讨其岩石成因及构造意义.寄主岩的全岩主量、微粒元素较为均一,而暗色微粒包体变化较大,且后者相对贫SiO₂而富Na₂O,但总体上二者均具有准铝质、钙碱性、镁质的特征,均富集轻稀土和大离子亲石元素,而亏损重稀土和高场强元素.寄主岩和暗色微粒包体的斜长石、辉石和黑云母均分别属于中长石、次透辉石－低铁次透辉石和铁质黑云母的范畴,显示相似的矿物地球化学特征.详尽的岩相学和地球化学特征表明,寄主岩属于I型和ACG型花岗岩,具有明显壳幔混合的特点;而暗色微粒包体形成时处于液态并具有流动性,与寄主岩间存在明显的机械和化学混合作用,并具有早期为骤冷快速结晶、晚期缓慢结晶这两期过程.因此,紫云山岩体中出现大量暗色微粒包体,是印支晚期湘中地区在强烈挤压之后的松弛阶段,由于软流圈物质上涌,并与其诱发的壳源酸性岩浆混合作用的产物.      

基于打滑地层的孕镶金刚石钻头设计

为了提高金刚石钻头在坚硬致密、弱研磨性地层的钻进效率, 将弱化胎体耐磨损性能理论与切削齿非光滑设计相结合, 制作钻头进行现场试验并对胎体进行扫描电镜分析.研究结果表明:在胎体中添加适当浓度的胎体弱化颗粒, 有利于提高钻头的钻速; 经胎体耐磨性弱化处理的钻头在钻进过程中, 弱化颗粒易于从胎体表面脱落, 使其表面形成微观非光滑形态, 提高了钻头唇面与岩石的单位面积压力, 增加了孔底岩粉的研磨能力, 促进了胎体中新颗粒金刚石的出刃; 弱化颗粒浓度存在一个较优的设计范围, 过高或过低都不利于提高钻头的钻进效率和使用寿命.