聚晶金刚石取心钻头的研究与应用

煤田勘探中存在大硬度、弱研磨性、高胶结强度地层的低钻效问题，为此进行了聚晶金刚石取心钻头的研制。该聚晶钻头底唇设计为阶梯状，水口不超过8个，聚晶在底唇上采用抛物线布局。聚品金刚石取心钻头经与PDC钻头、金刚石钻头对比，其在大部分地层磨损正常，钻效有较大提高。     

合理使用人造金刚石聚晶地质岩心钻头

人造金刚石聚晶地质岩心钻头是我院从1973年以来，应用粉末冶金热压法表镶研制成功的，是金刚石地质岩心钻头的新产品。进行了大量的探索性试验，生产试验和生产应用，获得了良好的钻探效果，提高了钻探经济效益。为进一步推广应用聚晶钻头，我们总结了一套使用经验，帮助广大操作者及时掌握，将摘要介绍如下：（1）人造金刚石聚晶：又称金刚石聚合体，或称金刚石烧结体。聚晶分生长、爆炸、静压。静压聚晶是以40微米以细的人造金刚石微粉，与结合剂成分均匀混合，装入石墨模具内，置于金刚石合成压机的腔体内，经高温高压烧结而成。具有各…     

热-机碎岩孕镶金刚石钻头的设计及试验研究

为提高钻进效率,合理利用钻进过程中产生的热量,本文采用摩擦热能辅助机械能碎岩（简称：热-机碎岩）的方法,将氮化硅作为摩擦元件引入孕镶金刚石钻头中,以提高钻头工作层的钻进性能。本文通过对钻头水口、摩擦元件的尺寸计算,钻头胎体、结构的设计,制造了一种新型热-机碎岩孕镶金刚石钻头（简称：热-机碎岩钻头）,并与常规六水口钻头和三水口钻头开展了室内钻进试验对比。结果表明,与六水口钻头和三水口钻头相比,热-机碎岩钻头加入摩擦元件后能够因摩擦生热而使岩石产生弱化作用,钻头钻速提高,在相同钻井液流量下最高可比六水口钻头的机械钻速高33.3%。热-机碎岩钻头胎体的磨损程度比三水口钻头小,热-机碎岩钻头可用于强研磨性地层的钻进。     

人造金刚石聚晶地质岩心钻头钻岩效果

70年代初，我国开始研究人造金刚石聚晶，同时探索其在岩心钻探中应用，并获得成功。聚晶地质钻头已形成系列、聚晶切削具形状增多，磨削比高达1：10万。聚晶钻头在钻进软至中硬岩石，钻进效果显著，钻头寿命最高达684.17米，绳索取心钻头提钻间隔高达57.81米／次。可替代硬质合金钻头，提高钻探经济效益。     

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     

人造金刚石聚晶地质岩心钻头钻岩效果

７０年代初，我国开始研究人造金刚石聚晶，同时探索其在岩心钻探中应用，并获得成功。聚晶地质钻头已形成系列。聚晶切削具形状增多，磨削比高达１：１０万。聚晶钻头在钻进软至中硬岩石，钻进效果显著，钻头寿命最高达６８４．１７米，绳索取心钻头提钻间隔高达５７．８１米／次。可替代硬质合金钻头，提高钻探经济效益。     

配方预合金化对提高热压富铁基含金刚石钻头胎体性能的影响机理

胎体配方预合金化近年来已成为有关孕镶金刚石钻头研究的一个新热点。根据相同的热压富铁基含金刚石钻头胎体配方,通过改变CSB-2预合金的加量和烧结温度,制作试样进行摩擦磨损测试,并对抗弯强度测试后的试样进行SEM分析和EDS能谱测试。摩擦磨损试验结果表明,4种烧结温度条件下,胎体磨损量均随着CSB-2加量的增大而减小,且相同CSB-2加量条件下,胎体磨损量随烧结温度的升高先增大后减小。SEM分析表明,添加CSB-2预合金可使胎体组织细化,孔隙数减少;高温烧结(980℃以上)时,铁基胎体对金刚石具有热腐蚀作用,随着胎体配方中CSB-2预合金含量的增加,金刚石的热腐蚀程度逐渐减缓。EDS能谱测试表明,胎体配方的预合金化可增大胎体金属对金刚石的润湿性,提高胎体对金刚石的包镶强度。     

室内岩石破岩机制试验及应用研究

聚晶金刚石复合片切削齿钻头的合理选取与使用,关系到它技术优势的发挥。在简要介绍国内研发的聚晶金刚石复合片切削齿钻头岩石可钻性测定方法与分级标准的基础上,详细叙述了室内试验的情况、数据处理分析过程及其获取的定性定量结论;从利于实际应用出发,提出了基于有效吃入岩石、岩石种类与切削齿相融、钻进技术参数互补三原则的聚晶金刚石复合片切削齿钻头的选取和使用原则与基本方法。     

用层状金刚石薄膜切削具设计钻头的新概念：第四届新型金刚石科技进展国…

化学气相沉积（ＣＶＤ）金刚石薄膜的面市，为钻进岩石选用新型切削具开辟了新设计途径。其功能明显地表现在：（ａ）良好的均匀磨损机制；（ｂ）高温下钻进效果好；（ｃ）热导率高；（ｄ）与其他材质易于形成层状结构。用碳化钨钨钴硬合金片（ＴＣ）、热稳性聚晶（ＴＳＰ）、金刚石聚晶复合片（ＰＣＤ）制成的多层切削具，为设计制造新式钻头提供以下功效：（ａ）在硬而裂隙岩石中钻进能抗冲击载荷；（ｂ）可进行抗热设计以限制切削     

孕镶金刚石钻头磨损机理研究

孕镶金刚石钻头通过钻头胎体的持续磨损实现金刚石的自锐和高效破岩。因此,研究金刚石钻头磨损的影响因素及其影响程度和影响机理,对孕镶金刚石钻头的设计和使用非常重要。本次研究探讨了岩石物理力学性质、钻头胎体性能和钻进工艺参数等因素对孕镶金刚石钻头磨损过程和磨损机理的影响。分析表明,对钻头磨损最为显著的影响因素是岩石中的硬质颗粒导致的磨粒磨损,其次是钻头胎体与岩粉之间的粘着磨损,以及冲洗液中岩粉颗粒导致的冲蚀磨损。在此基础上,以不同硬度的钻头胎体摩擦磨损试验结果为例,探讨了钻头胎体性能及其内部硬质点对钻头磨损的影响机理。该研究成果可为科学设计与合理使用孕镶金刚石钻头提供依据。     

防止金刚石钻头打滑

在坑内钻进硬岩层时,人造金刚石钻头常打滑,此时金刚石不出刃,钻头和岩石互不磨损,钻头唇面光滑,金刚石有镜面反光现象.钻头打滑的原因是岩石致密坚硬,研磨性小,胎体不能在钻进过程中自磨而使金刚石出刃,因而钻头不能刻划岩石,岩石也不磨损钻头.     

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     

电镀绳索取芯钻头应用的探讨

为了最佳地使用电镀钻头和保持最低的钻探成本,最有效的方法是选择适合钻头特征的钻进条件。虽然最高的钻头寿命并不意味着最低的钻探成本。金刚石钻头损坏其主要根源是磨热损伤（金刚石碳化）和磨料磨损（金刚石脱落）,而其磨损过程一般都遵循三个阶段:初期磨损、均匀磨损和急剧磨损。在研究钴进过程的最佳化生产条件中,由于钻探成本的开支不是唯一的一项钻头费用,所以就有必要对最低钻探成本的最高钻头切割岩石的旋转速度进行探讨。     

冲击回转碎岩机理探讨

地下岩体中,天然地存在有许多微观裂纹与节理。在冲击回转的联合作用下,冲击使近钻头的岩石发生裂纹断裂、破碎,形成破碎小坑;使远离钻头的岩石中的微观裂纹扩展、连通、甚至断裂。在离钻头更远区域,使岩石产生新的微观裂纹。回转使冲击产生的破碎小坑沿圆周方向扩大,并使钻头上的金刚石颗粒换位。在回转冲击的联合作用下,岩石中的裂纹不断产生、扩展、断裂,从而达到高速碎岩的目的。     

金刚石液动冲击回转钻头通过技术鉴定

吉林省勘技所研制的“JCT-56型金刚石液动冲击回转钻头”于一九八七年一月初在北京通过技术鉴定。该钻头与冲击器的配套使用,对加快地质勘探速度,改变钻探工程面貌有重要的推动作用。吉林省勘技所结合液动冲击回转钻进的工艺特点,在研制中先后设计了不同结构特点的液动冲击回转金刚石钻头,通过优选、烧结和物理机械性能对比,确定了两种胎体配方,性能都超过了常规的胎体,在试验台钻进取得了可靠数据。在验证钻头的钻进特点时,选用2-3种钻头唇面形式,分别在四川和吉林两省的三个矿区进行生产试验,共钻进1327.37m。使用的19个JCT-56型金刚石钻头,平均进尺69.86m,最高进尺264.95m,与其它各种类型的金刚石钻头钻进效果相比较,钻头进尺提高125.28％,钻进时效提高27-71％,钻头成本降     

热压法双式烧结工艺初探

在分析了传统的金刚石钻头热压法烧结工艺的基础上，提出了金刚石钻头热压法双式烧结工艺，并对其进行了可行性论证。采用此工艺制造的金刚石钻头经实钻应用后，钻头的性能指标满足钻探生产要求。本工艺成倍地提高了制造金刚石钻头的生产效率，大幅度降低了能源消耗。     

钻进参数对孕镶金刚石钻头磨损及钻速的影响

在低钻压下,钻头与岩石之间的低摩擦系数导致岩屑产生率较低,钻头胎体磨损也较小。在适中钻压下,较多暴露的金刚石切入岩石,岩屑增加,钻头质量损失也增加,岩石破碎以稳定的岩屑产出率和平衡的钻头磨损进行。在高钻压下,更多的岩屑引起钻头胎体的高速磨损。      

人造金刚石钻头磨损及变相

在某矿区用人造金刚石钻头钻进复杂(硬、脆、碎)地层的试验工作,自一九七四年十二月开展以来,进行了一年,完成两个生产钻孔,开动328个台班,总进尺772.22米,其中人造金刚石钻头进尺659.28米(钻进铁矿234.63米、透闪石和透辉石415.14米,其他岩石9.51米).共投入41个钻头(单晶孕镶钻头38个,聚晶补强钻头2个,爆炸法聚晶手镶钻头1个),消耗钻头36个.     

金属粉料氧化对热压孕镶金刚石钻头性能的影响

通过热压孕镶人造金刚石钻头的生产实践,逐步认识到作为胎体材料的金属粉料的氧化对钻头性能有严重影响.因此,研究金属粉料的氧化影响.退火还原工艺、防氧化措施等对提高钻头的质量甚为重要.一热压孕镶金刚石钻头对胎体性能的要求及影响胎体性能的主要因素热压钻头的烧结属于有液相存在的热压烧结过程.所用材料为多种金属粉末,分别作为骨架成分和粘结成分,经热压烧结成胎体,用来破碎岩石的金刚石为胎体所包镶.所以胎体的性能是决定钻头质量的主要因素     

SYNDAX人造金刚石聚晶——赴澳大利亚钻探技术考察资料之一

前言戴比尔斯金刚石研究试验室研制出了一种新的金刚石聚晶——SYNDAX. SYNDAX是一个新系列热稳定金刚石产品的属称.该系列的每一种金刚石制品都是为一定的用途和工作环境而特制的.SYNDAX3是其中的第一种产品.它是一种致密、无孔隙而且完全共生的聚晶金刚石,在温度高达1200℃时仍具有热稳定性.在其独特的合成过程中采用了特殊的金属粘结材料.这种金属粘结材料在烧结之后保留在成品中作为一个组成部分,从而使这种产品具有更高的抗冲击能力.