对金刚石岩芯钻机更新换代的设想

现代世界上先进的岩芯钻探,主要是使用金刚石钻头伴同硬质合金钻头钻进各种岩石,间或配用冲击回转钻具,加快钻进速度,统称金刚石岩芯钻探.所用金刚石钻头,有天然金刚石钻头和人造金刚石钻头.后者是新近发展起来的一项新技术. 据有关资料记载,天然金刚石钻头应用于钻探生产已有一百多年的历史.1862年瑞典制造出第一个天然金刚石钻头,这是用手工铆镶的大颗粒天然金刚石钻头,金刚石粒度为1～2颗/克拉.这样的钻头一直延用了七十多年.由于大颗粒天然金刚石产量有限,价值昂贵,一些发达的资本主义国家于1936至1937年,开始采用粉末冶金法制造表镶天然金刚石钻头,金刚石粒度小到135～47颗/克拉.1940至1945年间,欧洲的一些国家开始研究采用小于46目的细粒廉价天然金刚石制造孕镶金刚石钻头.随着工业的发展,天然金刚石越来越满足不了日益增长的需要,为了解决金刚石     

金刚石钻进的地质效果

一、前言 金刚石是世界上最硬的材料,其研磨硬度为刚玉的150倍,为石英的1000倍。金刚石的耐磨性能是刚玉的9倍,是硬质合金的100倍。根据金刚石的这种特性,才把它用于钻进技术。 金刚石钻进技术已有一百多年的历史,过去的钻头均系采用大颗粒手工锒嵌的办法,近四十年来普遍采用粉末冶金法加工钻头。大大提高了钻头质量,促进金刚石钻进技术迅速发展。     

谈谈金刚石钻头的唇部造型设计问题

为适应钻探各种不同物理机械性质(抗压强度、岩石可钻性、研磨性、颗粒度、矿物成分、硬度等等)岩矿层的需要,金刚石钻头品种必须在以下四个方面得到应有的重视和发展:①唇部造型;②胎体具有不同硬度,尤其以孕镶钻头的胎体硬度最为重要;③镶嵌不同粒度、不同浓度、不同嵌入量的金刚石;④配有不同式样和数量的水路(水口、水槽).本文着重探讨金刚石钻头的唇部造型设计问题.金刚石钻头唇部(包括     

日本利根钻探公司金刚石钻头胎体成分和性能

无论是表镶还是孕镶式金刚石钻头或扩孔器，除了金刚石品级、粒度、浓度、钻头唇面形状、水路设计和镶嵌烧结质量外，其胎体成分和性能对钻头和扩孔器的使用效果影影甚大。由于钻进所遇的岩层性质多种多样，钻头和扩孔器胎体就要求与之相适应，也要多种多样。下列是日本利根钻探公司有关金刚石钻头和扩孔器胎体的一些资料。     

机械化方法鉴定钻头用金刚石的强度性能

金刚石钻进时所用金刚石颗粒的强度，是影响金刚石钻头工作性能和坚固度的极重要因素之一。钻头上镶嵌的不同强度的金刚石将导致金刚石的提前掉落和相互破坏。因此，对钻头用工业金刚石质量评定的客观性和可靠性，并考虑到在不同地质技术条件下钻头的使用特点具有很大意义。     

电镀热压人造金刚石孕镶块嵌齿薄壁钻头的研制

采用低温电镀工艺（室温）产生热压刚石孕镶块钻头,或者说把金刚石孕镶块镶嵌在钻头钢体上,然后在其表面镀覆一层金刚石复合镀层使其与钢体相结合从而使其避免银焊对金刚石的二次热损伤,使这种钻头具有胎体性能可调性好和内外保径强的优点。经探索性试验,取得了较好的效果,受到了用户好评。     

钻探技术在金属矿床勘探中的发展

金刚石钻进作为一种先进的钻探方法,经过不断的完善,至今已沿用了百余年.1930年以前,金刚石钻头是用稀缺的粗粒黑金刚石(CARBONADO)靠手工镶嵌的,价格昂贵.1930年初出现了粉末冶金技术,才开始采用较便宜的小颗粒金刚石以机械方法成批生产金刚石钻头.由于金刚石钻头在许多方面优于钻粒钻头和硬质合金钻头,有较高的钻进速度,即使在很坚硬的岩石中钻进也可取得较高的岩心采取率,而且可钻进任何方向的钻孔,偏斜又较小,因而使金刚石钻进法得到了广泛应用.五十年代,一些发     

新型三角形聚晶金刚石钻头

人造金刚石聚晶体,由于具有良好的抗磨损性能及切削性能,近十多年来,在地质、石油钻探中,作为金刚石钻头、扩孔器的保径材料及软岩钻头的切削具而被广泛应用。但由于这种聚晶体呈柱状,因而也存在着许多缺点。例如作为钻头保径材料,一般柱状体母线与钻头轴线作平行镶嵌,抗磨损工作面很小,钻头使用完后绝大部分聚晶体浪费了(体积利用率仅20％左右);作为聚晶表镶钻头的切削具,其碎岩机理以研磨磨削为主,影响了钻头机械钻速。随着人造金刚石及其钻进技术的发展,人造金刚石聚晶体也有了不断的改进和提高。近年来,美国GE公司研制了一种称之为吉奥赛特(Geoset)的人造金刚石聚晶体,英国戴比尔斯金刚石研究试验室也研制出一种Sindax系列的人造金刚石聚晶,这类聚晶体呈三角形或正方形。在地质、石油钻头上的应用试验表明,钻进效果显著。我国于1983年研     

表镶大颗粒人造金刚石钻头受力及水力学数值模拟研究

人造大颗粒金刚石技术的不断发展,使得利用其制造表镶金刚石钻头在技术上及经济上均变得可行。本文对φ75 mm表镶人造金刚石钻头的受力、流场与温度场进行了数值模拟,结果表明：金刚石颗粒在高钻压无钻井液循环的条件下极易发生碳化;在钻井液冷却作用下,钻头旋转一圈0.08 s,钻头体会在0.006 s之内冷却;同时水力空化作用与钻井液中固相颗粒对钻头体的冲蚀作用明显;金刚石颗粒内存在较大微裂纹时,金刚石会在小于其许用应力条件下发生破坏。通过对比分析,表镶金刚石钻头的最外侧与最内侧水口处的金刚石较易发生破坏,在设计与制造钻头时应进行强化。     

第一讲 复合体的应用及其性能

近年来我国的煤田地质金刚石钻探技术有了一定的发展,取得了一定的成绩。但是由于煤系地层多为中硬以下地层,不宜全部使用普通金刚石钻头,加之大颗粒天然金刚石资源比较缺乏;用聚晶方法合成大颗粒人造金刚石又有一定困难,性能得不到保证。因此限制了金刚石钻头在煤田钻探中的应用。如何扩大金刚石钻头在煤田钻探中的应用范围,提高钻进速度,降低钻探成本,是个值得探讨的课题。      

电铸法制造细粒金刚石钻头

在钻头钻进岩层的外表面上,大都为1/60克拉以下的细粒金刚石,而各金刚石的颗粒结晶体尖端(切刃),均于钻头表面作垂直方向外露,作为这种表镶细粒金刚石钻头,钻头表面复以金刚石群,组成螺旋状,各群金刚石颗粒,当钻头旋转时,其轨迹如图4所示     

苏联金刚石钻头的现状及其主要发展趋势

一、新型天然金刚石钻头近年来苏联研制成功了许多不同地质条件下使用的新型金刚石钻头,其主要类型有:1．钻进中硬地层用金刚石钻头为了钻进煤田Ⅵ—Ⅶ级沉积岩类地层,全苏勘探技术研究院研制成功了齿状15A3和16A3金刚石钻头,用以代替06A3(MBC—2P)钻头。钻头由含有会刚石的齿状胎体和钢体组成。胎体齿顶孕镶有小颗粒金刚石A—80(150—200粒/克拉),这可防止大颗粒金刚石严重磨损、碎裂和脱落。牙齿表面呈圆锥形,在平面图上呈梯肜,外周镶有大颗粒金刚石     

高效扩孔器的研制及应用

随着我国能源勘探及地球深部钻探的发展,钻探深度不断增加,钻探遇到的岩层复杂程度越来越大.而直接影响金刚石钻探效率的扩孔器的作用往往不被人们重视,致使新钻头下孔时需要扫孔,而且钻头寿命越长扫孔越长,严重影响钻进效率并容易发生事故.我所研制的高效扩孔器,将扩孔器与钻头连接端胎体设计成斜面,斜面上均布天然金刚石和大颗粒人造金...     

介绍几种新型钻头

本文简单地介绍了聚晶金刚石复合片钻头、热稳定性聚晶金刚石钻头、热稳定性聚晶金刚石镶嵌齿钻头及混合钻头等的结构特点、破岩方式和适用地层.     

人造金刚石孕镶钻头磨损特征的研究

金刚石钻头定每转进尺钻进试验表明：在每转进尺合理范围内，钻头磨损率较低，在此范围外，则较高；并发现钻头多出现内喇叭型不均匀磨损唇面。本文从理论上解释了金刚石钻头出现这种磨损唇面的原因：即内侧金刚石切深、受力及每周碎岩体积较大；并据此探讨了包括镶钻头在内的金刚石镶嵌措施，以使唇面均匀磨损。     

如何提高金刚石在打滑地层中的钻进效率

所谓打滑地层，一般系造岩矿物的硬度高，岩石的颗粒细，颗粒与颗粒之间的空隙度小，结胶物与岩石颗粒的硬度差小，研磨性弱的岩矿层。当钻头在这种地层钻进一段时间后，钻头底出刃的金刚石逐渐磨纯，克取岩石能力随之削弱。由于这种岩层硬度高，颗粒细，尽管钻头在孔底作回转运动，但金刚石和岩石的接触表面形成了一层光滑的“保护层”，使金刚石继续出露困难，减少了岩石与金刚石之间的摩擦系数，而导致钻头在孔底打滑。根据打滑地层的特点和钻头在孔底打滑原因，我们在钻进中主要是从以下几个方面来提高钻进效率的。     

人造金刚石钻探技术:(7)钻机和水泵

人造金刚石钻探用的钻机和一般岩心钻机的结构原理基本上是一样的,都是由三大系统所组成:即传给钻具回转力矩的回转系统,调节轴心压力的给进系统和升降钻具的升降系统.但是,由于人造金刚石钻头在钻进工艺上与钢粒或硬质合金钻进有很大的不同,所以,对钻机的性能也有不同的要求.1.人造金刚石钻进工艺对钻机的要求首先是高转速.实战证明,用人造金刚石钻头钻进时,转速愈高,效率愈高.这是因为目前使用的人造金刚石颗粒细小,在钻头上的出刃很有限,钻进时吃入岩石的深度就更小了,所以只有高转速才能充分发挥其破碎岩石的效能.在现有技术条件下,正常钻进转速可达1000～1500转/分左右.     

中频热压扩孔器

从实质上讲,扩孔器是把金刚石镶在圆弧面上的一种环状扩孔钻头,与孔底破碎岩石的钻头配套使用.其作用是保持孔径和增加孔内钻具工作时的稳定性. 扩孔器一向用冷挤压法或电铸法生产,缺点是尺寸难掌握,金刚石包镶不牢,而且金刚石在胎体中分布不均.用热压法制造则难度更大,主要是不好在径向加压,轴向热压时,由于产生塑性流动使含有金刚石的胎体料-起往下移,甚至使本来想固定在表面上的金刚石流到底部或胎体料中去,既达不到扩孔作用又浪费了金刚石.为此我们进行了如何使金刚石在扩孔器上定位和定量的试验研究工作.首先将一定数量的单晶或聚晶     

复合体基本知识 第一讲 复合体的应用及其性能

近年来我国的煤田地质金刚石钻探技术有了一定的发展,取得了一定的成绩。但是由于煤系地层多为中硬以下地层,不宜全部使用普通金刚石钻头,加之大颗粒天然金刚     

日本金刚石复合片钻头研究现状

金刚石复合片最初呈圆片形，用作金属材料切削工具，由人造金刚石烧结体和WC—Co硬质合金基座构成（图1）。以往的钻头用金刚石复合片通常采用低温钎焊（不超过650℃）或压入法镶嵌到钻头上（前角为-10°—-25°）。此种钻头以剪切作用钻进，钻进效率比牙轮钻头高。金刚石复合片材料来源广，成本