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。     

金刚石钻头和扩孔器丝扣的定心夹具

在加工金刚石钻头和扩孔器的丝扣时,为了保证钻具的同心度和加工时不损坏金刚石胎体,我队制造了专用的夹具。这两种夹具都是利用锥套的涨大或缩小的作用,将钻头或扩孔器夹紧,提高了机加工质量和生产效率。构造见图1、2示。     

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刚石,辅以高耐磨性胎体包裹.天然金刚石和大颗粒人造金刚石克取岩石的能力一定好于聚晶,并且斜面设计可以增加扩孔稳定性,以此提高钻探效率.通过在伊通县二道岭转心湖金矿工程勘察施工中使用,取得了比较显著的效果.该高效扩孔器具有效率高,寿命长的特点.     

降低金刚石钻探成本的一个途径

当前，金刚石钻探成本在河南若干矿区高于大口径钻探。这有多方面的因素（包括成本摊销、核算等），但在金刚石钻探中组成成本费用的主要部分还是金刚石钻头和扩孔器。因此，除了提高钻头（扩孔器）加工质量，增加品种和正确使用外，如何按不同岩层合理选用不同磨料的钻头和扩孔器，则具有十分重要的意义。我局地质九队原来都是使用的天然表镶和孕镶扩孔器，平均单位成本一直较高。他们根据铸造碳化钨（莱利特）用于钻头和针状合金胎块补强的效能，曾试制了两个铸造碳化钨孕镶扩孔器，经生产试验取得     

螺旋型聚晶人造金刚石扩孔器

扩孔器是金刚石钻进的重要磨削工具。共作用是修磨孔壁,保证钻孔大于钻头直径,以便在更换钻头后无需用钻头扩孔,减少钻头外径金刚石之磨损和提高钻头使用效果。近年来,金刚石钻头和扩孔器制造技术日益发展,扩孔器品种增多。除了常用的环形和     

金刚石钻头打滑怎么办?

孕镶金刚石钻头在研磨性弱、可钻性强的岩层中钻进,常会碰到打滑不进尺的情况.我队有一批φ56天然金刚石孕镶钻头,胎体硬度为HRC40,钻进11级的破碎黑色石英岩时,效率很低,甚至不进尺. 为了使钻头出刃,最初我们用手工在砂     

糖精对电铸钻头(扩孔器)胎体性能的影响

目前，国内不少单位在电铸金刚石钻头（或扩孔器）时，采用镍或镍合金为胎体，所用镀液是一种光亮镀镍液，镀液配方中多含有糖精（多为食用糖精），其用量一般在0.5—1克/升不等。关于糖精对镀层（就电铸钻头和扩孔器而言镀层即是胎体）性能的影响，目前的研究是不够的。在普通镀镍中，认为糖精是作为一种有机添加剂加入到镀液中的，由于它在电镀时的吸附作用，而使得镀层致密光亮。     

关于孕镶钻头金刚石浓度、粒度优化设计的探讨

孕镶金刚石钻头结构参数主要包括胎体性能,金刚石品级、粒度、形状、浓度,钻头水路等方面,这些参数对于钻头钻进岩石的适应性均起着一定的作用.对于不同的地质条件,这些参数应有所选择.本文就孕镶钻头金刚石浓度、粒度的优化设计提出一些看法. 金刚石浓度的设计孕镶金刚石钻头在孔底工作时,在轴向压力作用下,钻头与岩石表面相接触,岩石研磨钻头胎体,金刚石逐渐出露.由于金刚石硬度远远超过岩石的硬度,出露的金刚石在轴向压力下,使     

金刚石小口径钻进问答(续一)——(三)金刚石钻头、扩孔器、卡簧

十六、金刚石钻头是由哪几部分组成的?答:金刚石钻头由金刚石、胎体和钻头体三部分组成(见图6)。金刚石分布在胎体的底部和内外侧。胎体是包镶金刚石并与钻头体牢固粘结成一体的假合金,钻头下部开有水口和内外水槽。钻头体是钢质的,上部有丝扣,与扩孔器相接,内腔用来安放卡簧座。     

热压天然金刚石钻头和无压扩孔器生产试验情况

我队自一九七五年七月十二日至八月底,对地质科学院勘探技术研究所和北京地质局修配厂共同研制的热压天然金刚石钻头及无压表镶扩孔器进行了钻进试验。试验是在矿区的20号机和6号机同时进行的。共试验了七个孕镶钻头,两个表镶钻头,两个扩孔器。九个钻头共进尺688．41米,其中孕镶钻头平均进尺75．50米,最高钻头进尺129．73米。     

孕镶钻头金刚石恒自锐速率钻进问题的探讨

尽管金刚石钻头的碎岩过程及原理，至今观点尚未统一，但必须保证钻头唇面有一定出刃量的金刚石，才能达到碎岩的目的，这是大家一致公认的。而对孕镶钻头来说，不是像表镶钻头那样把金刚石嵌在钻头唇部表面，而是均匀地分布在钻头唇部胎体内。在钻进开始时，首先由表层金刚石起碎岩作用，随着钻进过程中表层金刚石和胎体的逐渐磨损，胎体内部的金刚石不断出露（出刃）而达到不断碎岩（进尺）的目的。因而孕镶钻头的金刚石能否正常出刃，是关系到孕镶钻头能不能达到正常工作（碎岩），取得最佳经济效益的关键问题。笔者认为，通常人们所讲的孕镶钻头与     

化学镀在制造金刚石钻头及扩孔器上的应用

化学镀具有很好的均镀能力、较高的硬度,特别是在非金属制品上能够施镀一层导电金属膜等优越特性.在现代工业,尤其是在化工、国防、精密仪器制造业等方面,应用范围与日俱增.近年来,我们根据研制电镀扩孔器所积累的一些肤浅的经验和在参阅国内外有关化学镀方面的文献资料基础上,把化学镀这一工艺比较成功地应用于小口径金刚石电镀扩孔器和热压孕镶钻头的制造上.据室内研究和野外生产试验结果表明,利用化学镀镍金刚石制造的钻头和扩孔器的性能,比目前国内同类产品具有质量稳定、使用寿命长、生产周期短等优点.目前国内生产的金刚石钻头与扩孔器存     

废旧金刚石钻头(扩孔器)的回收工艺

随着金刚石钻进的推广与普及，使用的金刚石钻头和扩孔器也越来越多。这些钻头和扩孔器停用后，除个别在钻进中磨光、烧毁外，绝大部分都还有一定数量的金刚石或聚晶。尤其是因拉槽、掉胎、夹扁等原因而停用的钻头，其所含金刚石更多。因此，如何回收、利用废旧钻头和扩孔器上的金刚石，做到物尽     

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。     

几个国家的岩心钻探概况

为了解国外岩心钻探动态,现介绍部分有关情况,供参考。一、瑞典瑞典是世界上开展金刚石钻进较早的一个国家,已有百余年的历史。现采用金刚石的钻进工作量,约占90％以上。基本是以孕镶金刚石钻头钻进为主。据1972年资料介绍,孕镶金刚石钻头的平均寿命为60～80米,表镶金刚石钻头的一次镶焊平均寿命为20～25米,扩孔器     

孕镶块式高胎体金刚石钻头的研制

为了提高金刚石钻头的时效和寿命,将钎焊法引入到高胎体金刚石钻头的设计和加工中。首先利用热压法加工耐磨性能好的金刚石孕镶块;然后加工自带两层水口和水槽的新型钻头钢体,且两水口之间预留焊接槽;最后采用钎焊法,将金刚石孕镶块焊接到钻头钢体上。野外试验表明,试制的2只Φ75/54.5 mm高胎体金刚石钻头,与现场使用的孕镶金刚石钻头相比,钻进效率分别提高41.7%和8.3%,使用寿命分别提高50.4%和32.9%。采用二次钎焊法加工的金刚石钻头,兼顾了热压法的优点,解决了工作层高度过高导致钻头胎体折断、掉块的难题,明显提高了金刚石钻头的使用寿命。     

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     

孕镶金刚石钻头胎体结构对钻头寿命的影响

孕镶金刚石钻头,是当前国内机械岩心钻探中使用数量较多的钻头。因此,造好钻头、用好钻头,是提高钻探经济效益的关键问题之一。本文从孕镶金刚石钻头胎体结构的一些内在特征入手,分析影响孕镶金刚石钻头寿命的原因采进行探讨。一、孕镶金刚石钻头的磨损当孕镶金刚石钻头使用得当,适应所钻岩层,机械钻速均匀的情况下,金刚石孕镶层会逐渐磨完。但实际上,由于钻进参数、钻进条件、钻头质量、胎体内部结构等方面原因,会使钻头早期磨损,拉槽而失去工作能力。我们对164个上砂,六○二厂、φ56普通双管孕镶钻头的磨损情况,作如下粗略的统计分析(表1)。     

孕镶金刚石钻头优化设计及其在甘青隧道应用

孕镶金刚石钻头是通过胎体超前磨损,促使金刚石出露形成微切削刃,在钻压和扭矩的作用下对岩石进行磨削碎岩,可广泛应用于硬地层和复杂地层钻进。然而,常规金刚石钻头存在坚硬地层钻速低、进尺慢、费用高等问题。本研究首先采取甘青隧道S2Z-45钻孔相邻孔不同深度的岩石样品,对其硬度、矿物组成及可钻性进行测试分析,确定了岩层大部分以闪长岩为主,岩石可钻性等级为8级;然后针对甘青隧道的地质特点对孕镶金刚石的胎体硬度和底唇面形状进行了优化设计,并进行了现场试验,通过分析钻头的实际使用情况研究了孕镶金刚石钻头性能的影响因素。试验结果表明：胎体硬度为HRC 15～20、金刚石粒度40～50目、金刚石体积分数为20%、底唇面为环槽尖齿型的孕镶金刚石钻头性能最佳,寿命达到321 m,钻速为1.17 m/h;在相同金刚石参数下,胎体硬度为HRC 10～15的滚齿型孕镶金刚石钻头在钻速方面具有优势,最大钻速能够达到1.44 m/h。环槽尖齿型底唇面和高胎体硬度有助于提高钻头寿命,滚齿型底唇面和低胎体硬度有利于提高钻进效率,但钻头寿命偏低。     

螺旋形金刚石扩孔器应用效果

螺旋形金刚石扩孔器包括单管、普通双管、绳索取芯扩孔器等三个系列,规格有φ36,φ46,φ56,φ66,φ76五种。用于地质岩心钻探金刚石钻进,作为一种扩孔工具与金刚石钻头配合使用,其作用是在钻进过程中修整孔壁,保持一定的钻孔直径;稳定钻具,导正并使钻头工作平稳。