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     

大切削具钻头回转钻进的分析

根据刃具斜切入破岩的一些试验研究成果，分析了大切削量钻头的钻进过程，推导出了大切削量钻头进行回转钻进的机械钻速公式。     

纳米镍粉对孕镶金刚石切削工具胎体性能的影响

为减小孕镶金刚石切削工具的烧结温度对单晶金刚石性能的影响和改善切削工具胎体性能,降低烧结温度和优选胎体配方材料是很好的解决方法。在切削工具的胎体中加入适量纳米镍粉,通过对制备试样的硬度、强度和耐磨性测试及微观特征分析,综合评价该方法的可行性。结果表明：对于WC基胎体,含有纳米镍粉的胎体较不含纳米镍粉的胎体HRC提高11.9%,抗弯强度提高18.4%,耐磨性提高44.5%;对于Fe基胎体,含有纳米镍粉的胎体较不含纳米镍粉的胎体HRC提高19.5%,抗弯强度提高0.2%,耐磨性提高33.3%。既减小了温度对金刚石的影响,又提高了切削工具整体性能。     

组合切削具产生的预破碎区对钻进效果的影响

从组合切削具将在岩石中产生预破碎区的论点出发,通过实验定量研究了预破碎区深度与掏槽刃切入深度的关系,得出了预破碎区有利于降低岩石强度及岩石破碎能耗的结论,并用生产试验结果进行了验证。提出了孕镶金刚石钻头钻进Ⅶ～Ⅷ级硬岩时仍存在预破碎区和切削、微切削破岩方式,以及预破碎区并非越大越好的学术观点。     

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。     

切削齿型结构对金刚石钻头钻进性能影响的仿真分析

基于有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA,建立了孕镶金刚石钻头的三维有限元模型,研究了钻头切削齿结构对钻进性能的影响并进行现场试验验证,提出了一种基于Image-Pro Plus的应力面积分布对比方式。结果表明：同心环齿型钻头在钻进初期沿旋转方向切削齿前缘出现应力集中现象,花齿型钻头未出现明显的应力集中;2种齿型钻头在钻进后期均会不同程度出现内外径边缘靠近水口部位应力集中现象,易导致钻头内外径部位变相磨损;花齿型钻头的钻进效率要优于同心环型钻头,但是钻进寿命有所下降。     

浅谈金刚石钻头“打滑”的原因

文章提出,硬岩层仅是钻头“打滑”的客观条件,而钻头的金刚石品级低,孔底岩粉量少,钻头保径材料不当,以及钻头唇部形状不合理,才是“打滑”的主要原因。分析了采用软胎体钻头,并不能解决“打滑”的原因。     

论金刚石原生矿勘查模型的“三组合”标志

论述了金刚石原生矿勘查模型的“三组合”标志,即重砂法异常标志是出现次钙高铬镁铝榴石及高铬铬尖晶石矿物等;地球物理标志是与刚性围岩相比具有磁异常、低阻、高极化异常、重力低与放射性强度异常等;地球化学标志是具有Cr、Ni、Nb、La、Ce、Th等特征元素的综合异常。     

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。     

凿岩机具——我国新兴的“资源-高科技-外向型”支柱产业

面对我国加入WTO在即,提出了“实施四大技术改造（‘钻孔法’新型钎钢,‘一步法’等优质凿岩硬质合金,复合片齿系列钎具,DZ系列全液压凿岩设备）,建设凿岩机具强国”的战略性建议。     

深部“打滑”地层绳索取心孕镶金刚石钻头的设计探讨

深部坚硬地层绳索取心钻进的特殊性在于钻头易"打滑"与增加钻头压力受限的矛盾。在深入分析"打滑"地层与钻进特点,充分考虑深部绳索取心钻进要求的基础上,提出了孕镶金刚石钻头参数的选择思路与操作规程措施,提高钻进效率,延长了钻头使用寿命,解决了深孔坚硬岩层钻头的"打滑"问题。     

关于卵石地层“粘聚力”的分析、探讨及原位剪切试验成果分析、验证

通过对卵石地层的结构进行深入分析,认为其所具有的特殊结构会产生\"粘聚力\"的效果。同时,通过对卵石地层进行原位剪切试验,其测试成果\"粘聚力\"不等于0,且数值显著,由此,进一步证明需对卵石地层的\"粘聚力\"进行重新认识、合理取值。