国外人造金刚石及其在地质钻探中的应用现状与发展

六十年代人造金刚石投入工业生产之后,很快被运用于地质钻探,并取得了良好的效果.现在国外许多孕镶地质钻头已采用人造单晶金刚石制作,并有效地被用于钻进中硬及硬岩;人造表镶单晶钻头,也投入了试验;聚晶和复合体钻头也获得了较快的发展,这些都标志着人造金刚石在地质钻探中的运用已跨入了一个新阶段.     

新型超硬材料——金刚石聚晶复合体

人造金刚石聚晶复合体是用于地质、煤田和油井钻头的新型超硬材料,它是将耐磨性高的金刚石聚晶薄层与硬质合金片紧密牢固地粘结在一起形成的复合体.近年来,英、美、南非等国家已推广使用,收到了很好的效果和经济效益.国内一些单位也正在研制.锦州碳素厂在这方面做了大量研究工作,并于1982年开始在地质、煤田、油田等部门进行了生产性试用.这种金刚石聚晶复合体具有如下特点: 1.耐磨性高在0.4～12.5米/秒的线速度下测试,其磨耗比值比一般静压金刚石聚晶柱高2～10倍.尤其在低速时,这种差异更为明显.     

硬岩人造金刚石钻头的初步研究

目前,在坚硬、研磨性强的岩层中钻进,人造金刚石钻头的平均寿命约为30米;而在硬脆地层中,平均寿命只有15米左右.因此,研制高效长寿的人造金刚石钻头,对推广绳索取心技术,提高钻进效率和降低钻探成本都具有重要意义.提高硬岩钻进中人造金刚石钻头质量的途径为了提高人造金刚石钻头的质量,使之达到高效长寿,首先必须了解人造金刚石的特性.金刚石是碳元素在高温高压下的结晶     

硬岩钻进用石油钻头研究现状及发展趋势

能源与矿产的持续安全供给是经济快速增长的保证,而中硬岩层钻进一直限制着油气钻井向深部发展。针对硬岩地层钻进,地质行业主要采用金刚石钻头钻进,而油气钻井行业除按传统方法采用牙轮钻头和金刚石钻头钻进之外,也逐渐开展了PDC钻头钻进硬岩的研究。本文分别介绍了牙轮钻头、金刚石钻头和PDC钻头在油气勘探硬岩钻进中的应用研究现状。其中,牙轮钻头研究主要集中在增强轴承密封性能、改进布齿结构和提高切削齿强度三个方面,而金刚石钻头研究则集中在碎岩机理、金刚石参数和胎体性能,以及钻头结构三个方面。提出了三类钻头的研究方向和发展趋势,为硬岩钻探技术发展提供参考。     

关于金刚石单晶复合体钻头及其钻进过程的试验与研究

金刚石作为一种碎岩材料,它具有突出的优越性能。长期以来,人们就把金刚石当作有效的切削研磨材料用之于钻探工作。近十年来,我国也推广使用了金刚石钻进技术,研制了多种金刚石钻头,摸索到许多有效的钻进经验,在硬岩及坚硬岩层钻进中取得了较好的经济效益。金刚石钻进的优越性已逐渐为人们所认识。但是在实践中人们也了解到金刚石作为钻进碎岩工具尚存在有粒度小、抗弯能力差、价格高等不足。     

钻探磨料的沿革与发展动向

从钻探史上看,钻探技术的发展与钻探磨料是息息相关的.每当出现了一种新型的钻探磨料,钻探技术就向前发展了一大步.从大颗粒天然金刚石到细粒天然金刚石的应用,从淬硬钢到硬质合金的发明,从铁砂到钢粒的采用以及从人造金刚石到超硬材料的发展,都标示着钻探技术发展的进程.因此,一些工业发达国家无不重视钻探磨料的研制.     

扩大金刚石钻进的使用范围

我国自1975年开始全面推广小口径金刚石钻进技术以来,取得了可喜的进展. 从金刚石开采的历史来看,全世界金刚石的开采量或是目前已发现的储量都是很有限的,而且生产一克拉金刚石需要处理大量砂、砾石和岩石.针对金刚石资源的这一特点,必须大力发展人造金刚石. 我国在人造金刚石钻探技术方面也已取得了较大的进展.为了进一步扩大金刚石钻进的使用范围,除了研制不同胎体和不同结构型式的孕镶金刚石钻头外,还必须对目前国外已得到大力发展的复合体钻头和金刚石压块钻头给予极大的注意. 复合体上的金刚石层是金刚石微粒非定向排列压成的共晶体,基本上具有各向同性的特征,韧性很大,硬度接近单晶金刚石而比立方氮化硼高3倍,热     

TK-60S绳索取心冲击回转钻具及TK-75A液动冲击器通过技术鉴定

[本刊讯]冶金部第一冶金地质勘探公司探矿技术研究所研制的TK-60S绳索取心冲击回转钻具及TK-75A型正作用液动冲击器,于1984年9月12～15日,在冶金部地质局召开的技术鉴定会上通过鉴定. 来自有关系统的54名代表与专家审查了技术报告,参观了实验台表演和解体拆装.一致认为:在当前国内外金刚石钻探技术中,孕镶人造金刚石钻头正日益受到重视.提高孕镶钻头在硬岩中的钻岩速度和中深孔的钻探效率,已成为亟待解决的问题.这两项新技术的研制成功,为解决上述问题提供了有效的手段.它们在中硬岩中钻进,可提高钻进时效25～50%,回次长度延长20～50%.     

“松科二井”用硬岩长寿命钻头的设计与应用

为提高“松科二井”在深井硬岩钻进中的寿命与效率,选用了高性能胎体材料、高强度焊接材料,并采用了合理的钻头结构与水路结构设计,研制的φ216/124 mm金刚石取心钻头在“松科二井”取得了良好的效果,本文介绍了适用于深井硬岩的金刚石钻头的设计及应用效果。     

澳大利亚的人造金刚石钻头——赴澳钻探技术考察资料之二

据资料介绍,目前澳大利亚从事金刚石钻头生产的厂商有二十余家.但在七十年代末,还没有一家钻头生产厂商制造人造金刚石钻头.其原因主要是当时澳大利亚钻探界对人造金刚石在钻探工程中的可应用性还没有充分认识.1984年,笔者随中国有色金属工业总公司矿产地质研究院钻探考察组赴澳参加“DR I L L84钻探会议”,会后又作了短期的钻探技术考察,了解到澳大利亚人造金刚石钻头研制的一些情况. 在“DRILL84钻探会议”期间,同时举办了最新钻探技术展览.参展的主要是钻探设备与钻具制造厂商,共二十多家,其中较有名的钻     

日本PDC全面钻头的研究

一、概要过去，对PDC（金刚石复合片）钻头的评价是“钻进均质中硬岩具有优异的钻进性能，对于降低钻探成本做出了巨大贡献，但是由于强度原因不能钻进非均质硬岩”。于此情况下，日本有关厂家开发出高温、硬岩钻进用新型PDC。作为“阳光计划”的一环，日本资源环境技术综合研究所着手研制镶焊新型PDC的地热钻头。     

DF系列电镀钻头特点及其技术经济效益

我队自1968年推广金刚石钻探技术以来，一直选用天然金刚石钻头为主要破岩工具。由于勘探的主要矿种金矿是蚀变破碎带型矿床，钻探施工矿区地层条件十分复杂，坍塌、掉块、漏失等现象十分严重，难以开动高转速，人造金刚石钻头的长处难以得到发挥，使用效果一直不甚理想，寿命短，时效低，直接影响到钻探生产效率和生产成本。从1986年开始，我队金刚石钻头的选用发生了转变；人造金刚石钻头从     

孕镶金刚石-针状合金复合式取心钻头的应用研究

采用普通硬质合金钻头、PDC钻头或普通孕镶金刚石钻头钻进卵砾石层,钻头磨损特别快,使用寿命短,时效低,钻探成本高。本文介绍的孕镶金刚石-针状合金复合式取心钻头综合了普通孕镶金刚石钻头与自磨式硬质合金钻头的特点,胎体具有较高的耐磨性和抗冲击韧性。钻头胎体中孕镶的针状合金除了增韧外,还起硬支点的作用。该钻头与普通硬质合金钻头、PDC钻头、普通孕镶金刚石钻头相比,具有较好的钻进性能,使用寿命长,在卵砾石层钻进能保持较高的机械钻速和回次进尺长度。     

金刚石钻头使用效果的衡量指标与指示曲线

自从推广小口径金刚石钻探以来,随着技术水平和管理水平的不断提高,台月效率在不断增长,钻头的平均寿命(进尺)也在逐年提高.实践证明,金刚石钻探不仅地质效果良好,而且经济效果显著. 金刚石钻头是金刚石钻探的关键组成部分.金刚石钻头使用效果的好坏,直接影响金刚石钻探的经济效果.在钻探生产中,发现不同厂家生产的不同类型的金刚石钻头在同-矿区的使用效果差异很大.即使是相同类型的金刚石钻头,在同一矿区的使用效果也不尽相同.怎样评价一个     

爆炸法合成金刚石地质钻头钻进试验研究

在毛主席独立自主,自力更生伟大方针指引下,近年来,我国研究成功的人造金刚石钻探技术,正在迅速地推广应用于生产.这对于改变我国钻探技术的落后面貌,赶超世界钻探技术的先进水平,加速我国地质资源勘探,将发挥越来越大的作用.1973年,在研究静压法合成金刚石钻头的基础上,我们进一步开展了爆炸法合成金刚石钻头的研制工作.几年来,在钻头的镶制、钻进工艺等环节上进行了反复试验研究,终于取得了成功.在研试工作中,中国科学院物理研究所、力学研究所,山东工业     

苏联液动冲击钻进用冲击器

近年来，苏联液动冲击钻进的使用范围极大地扩大了，在Ⅳ到Ⅻ级岩层中液动冲击钻进勘探孔的深度可达1200米，直径为115、93、76及59毫米。由于“地质技术”科学生产联合企业所属专门设计局研制成高频液动冲击器，液动冲击钻进的使用范围扩大到软和极硬岩层，当配有成批生产的硬质合金钻头可有效地钻进Ⅳ—Ⅵ级岩层，而用成批生产的金刚石钻头可钻进Ⅹ—Ⅻ级硬岩层。     

人造金刚石孕镶胎块胶粘钻头

1978年以来,我队曾先后采用人造金刚石孕镶钻头和聚晶钻头进行钻进,由于现场所用钻机转速低,试验效果不明显。加上勘探区硬岩少、层薄,软硬互层,必须与合金钻头交替使用,所以冲孔、捞砂等工序占用时间较多。为了适应煤田钻探的现有条件,在金刚石钻头结构方面进行了一些摸索,设计了人造金刚石孕镶胎块胶粘钻头（下称胎块钻头）。      

《无压浸渍法制造金刚石钻头工艺的应用研究》通过技术鉴定

吉林省地质矿产局于1991年12月23日在长春聘请中国地质大学(北京)、松辽委勘测公司、黑龙江省地矿局和吉林省地矿局的专家,对吉林省地质勘探技术研究所完成的《无压浸渍法制造金刚石钻头工艺的应用研究》报告进行了技术鉴定。该报告是在大量参阅国内外有关资料的基础上,经过反复试验制订了以46～200目范围内不同比例铸造碳化钨和硬质合金粉为骨架材料,以锌白铜为浸渍金属的无压浸渍法制造金刚石钻头工艺流程,并应用此工艺研制了适合钻进软—中硬煤系地层的PTY—88S金刚石钻头和DTB—88S金刚石钻头。该成果除地质岩心钻探领域外,在煤田,油井及天然气井等能源勘探和开发以及工程钻探、地球物理取样钻探等领域里更有广     

铁基针状硬质合金块钻头制作与使用

为了配合人造金刚石钻头的使用,我们于一九七三年开展了铁基针状硬质合金块自磨钻头的研制工作。山西省第一煤田地质勘探队,广东省一二六煤田地质勘探队、江苏省勘探团四营等单位,用我们生产的铁基针状硬质合金制成的铁基针状合金块,在Ⅵ—Ⅷ级岩石中进行了生产试验。普遍认为效果良好。其钻进效果与常用的硬质合金钻头对比数据,如表1所列      

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