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。      

新型打滑地层钻头的研究

钻探施工中,经常遇到打滑地层,为了解决打滑地层钻进难题,国内外专家设计了不同类型的金刚石钻头,但都有一定的局限性.金刚石增强型硬质合金复合齿钻头保证了切削齿具有良好的自锐能力、切削齿与岩石接触面的比压大等特点,从本质上提高了钻头对打滑地层的适应性.室内微钻试验表明,金刚石增强型硬质合金复合齿钻头钻进打滑地层时具有高时效的优点.     

“防打滑、促出露”材料在金刚石钻头中的作用研究

一种防打滑、促出露材料加入金刚石钻头胎体中,可起到防止在坚硬致密弱研磨性地层中金刚石钻头打滑,同时可促使金刚石出刃。从而提高在打滑地层中钻进效率。研究分析了坚硬若研磨性地层钻进"打滑"原因,以金刚石钻进碎岩机理为依据,研制了防打滑、促出露金刚石钻头并进行了野外生产试验。     

近年西方金刚石复合体钻头的研究情况

金刚石钻探技术在西方各国已普遍应用,但在几年前,金刚石钻探技术还局限在硬岩或中硬以上的岩层中使用.1973年美国通用电气公司生产了一种合成金刚石与硬质合金的复合体,即所谓的Compax.研制这种产品的最初目的是为金属切削加工之用,由于它优异的性能,人们用它来代替硬质合金在钻头上试用,收到了良好的效果.与Compax研制的同时,De Beers公司也研制了同类复合体,称为Syndite.1976年通用电气公司生产出了专门用于钻头的金刚石复合体,注册商标为Stratapax.随着这种新型金刚石复合体的出现,金刚石钻进软岩的效果有了明显的提     

关于金刚石钻进时合理控制钻进规程参数防止钻头烧钻问题

我国的金刚石钻进正在作为一种比较先进的技术加以推广。在一些地层中,特别是在坚硬地层中正在显示出它的优越性。在机械钻速、钻头进尺方面都有一定提高,每米钻进成本正在下降,取得了较大的成绩。但是在金刚石钻进中遇到的一个突出问题就是烧钻问题。据有关资料,许多钻头之所以进尺不够理想,主要原因是由于钻头烧钻所引起的。因此钻头烧钻问题正在影响着金刚石钻     

复合体在煤田钻探中的实用性

近十年来世界上主要经济发达国家的金刚石钻进技术发展比较迅速。美国从1966—1976年钻头寿命平均提高40％,钻进效率提高25％单位进尺金刚石消耗量降低26％。苏联自1958年开始推广金刚石钻进以来,其工作量与经济指标都有较大进展（表1）。      

金刚石的铁磁性对地质钻头性能的影响

金刚石钻探经济效益的提高,在一定程度上取决于钻头的工作性能,而后者又取决于金刚石的质量、钻头结构的合理设计、选型及钻进工艺等因素.近年来,许多专业人员对钻头的结构参数及其与地层的适应性关系,进行了深入研究,但对金刚石磨料性能与钻头工作性能关系的论述,所见尚少.本文着重介绍金刚石的铁磁性与钻头工作性能关系的初步研究结果,以供参考. 人造金刚石的铁磁性分选研究人造金刚石的铁磁性所用的仪器是国产     

火山岩地层钻进金刚石钻头寿命与效率的探讨

火山岩地层岩性变化大,岩石的物理力学性质也差异极大,根据岩石的物理力学性质选用相应的金刚石钻头参数,能较大的提高金刚石钻头的使用寿命和钻进效率,从而获得较好的钻进效果和经济效益。从常见的几种火山岩地层中使用不同参数的金刚石钻头的使用寿命和钻进效率进行了统计和分析,提出了与地层相适宜的金刚石钻头技术参数的选用原则与选用方法。     

第四讲 复合体碎岩机理及孔底过程

国外在复合体钻头的研制、使用方面做了大量工作,但对它的孔底过程却研究得很少。武汉地质学院研究生部金刚石钻进科研组研制出一种微型复合体钻头,并对其碎岩机理和孔底过程进行试验研究,取得了一定成果。      

卵砾石地层钻探用大直径加强型金刚石钻头的研制

采用不同于常规金刚石钻头的设计理念,选用高强度金刚石及耐磨金刚石聚晶体,对普通金刚石钻头胎体配方进行了改进,对常规金刚石钻头的烧结工艺参数作了适当的调整,试制出大直径加强型金刚石钻头。该钻头在耐磨性、抗冲击韧性及保径等方面较常规金刚石钻头显现出较大优势。在不改变常规钻进参数的情况下,较好地解决了卵砾石、破碎地层钻头寿命短、钻进速度慢、钻头易过早损坏等问题,可供类似的地层钻探施工选用。     

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。     

复合烧结孕表镶金刚石钻头在“打滑”地层中的应用

以合作方式进行“打滑”地层绳索钻进金刚石钻头初步试验，明确了复合烧结孕表镶金刚石钻头克服“打滑”地层的设计思路，并取得了明显的试验效果。     

坚硬致密“打滑”地层电镀钻头研究

常规钻头在坚硬、致密、弱研磨性地层（即所谓“打滑”地层）使用，时效极低，有时根本不能进尺。如何对付“打滑”地层的钻进，研制适应该地层特点的金刚石钻头，是当前钻探生产中急待解决的课题。从1980年开始，我们对“打滑”地层用电镀人造金刚石孕镶钻头进行了研制与试验，取得了一定效果，现将有关情况论述如下。一、“打滑”地层与钻头打滑习惯上称为“打滑”地层的岩石，主要特点是岩石坚硬、结构致密、研磨性弱。常常表现为压入硬度大、石英含量多、矿物粒径小，因而研磨能力差。     

坚硬致密“打滑”地层新型自锐金刚石钻头的研究

针对坚硬致密“打滑”地层研制了一种新型自锐金刚石钻头。室内微钻试验及现场钻进试验均表明:在钻进极坚硬致密“打滑”地层时,相对于普通金刚石钻头,新型自锐金刚石钻头可提高钻头机械钻速1～3倍,且钻头寿命相对较高,为攻克“打滑”地层提供了一种有效的碎岩钻进工具。     

提高金刚石-硬质合金超硬复合体性能的研究

采用金刚石表面镀覆技术、预合金基体金属粉末，提高金刚石热稳定性及其与金属粘结剂的浸润性，使金刚石的高耐磨性和硬质合金的高抗冲击性能有机地结合在一起；优化超硬复合体结构形状，提高其耐磨性能和高抗冲击性能；设计合理模具大大降低了加工成本，从而研制出性能优良、价格低廉的金刚石－硬质合金超硬复合体。     

深孔钻探金刚石钻头技术研究

介绍了能大幅提高深孔钻探效率、降低钻探成本的金刚石钻头——高效长寿命金刚石钻头的设计制造及工程应用效果。这种钻头包括两种结构形式——单水口高胎体金刚石钻头和双水口高胎体金刚石钻头。研究设计的新型高效长寿命金刚石钻头在钻速提高20%的前提下,寿命比常规钻头提高了200%,有效解决了深孔弱研磨性地层和强研磨性地层钻头寿命短的难题,取得了良好的效果。     

金矿复杂地层金刚石取心钻头选型试验研究

金矿复杂地层金刚石钻进存在岩石坚硬、地层打滑、漏失等问题,影响钻头寿命和钻进效率。在山东招远某金矿勘探中,通过对3个单位制造的金刚石钻头进行现场对比试验研究,证明JBD-75S仿生金刚石钻头在提高钻头寿命方面具有较大的优越性,适合该复杂地层钻进。     

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.     

泗洪、城岗地区金刚石及其指示矿物特征和供源方向

泗洪、城岗地区晚新生代地层中选获大量金刚石及其指示矿物。这些金刚石与山东蒙阴金刚石原生矿和郯城砂矿中金刚石具明显区别。其指示矿物一部分来自含矿的金伯利岩。本文在泗洪、城岗地区晚新生代地层及其沉积特征一文的基础上,依据各方面对比资料进一步探讨金刚石及指示矿物的来源。标型特征     

打滑地层新型孕镶金刚石钻头

在分析打滑地层特点的基础上,指出了钻进该地层所存在的问题,提出了用于打滑地层钻进的新型孕镶金刚石钻头的设计思路,在钻头工作层中采用主、辅两种磨料,并对这两种磨料的工作机理、处理工艺以及该新型钻头的制造进行了阐述.钻头的室内钻进试验结果表明:在钻进极坚硬致密的锆刚玉时,相对于普通金刚石钻头,新型孕镶金刚石钻头的钻进时效提高1.93倍,平均磨损量增加38%,具有高时效、相对寿命长的优点,是打滑地层钻进的理想钻头.