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.     

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。     

金刚石定位排布钻头设计

对孕镶金刚石钻头中的金刚石定位排布方式和参数进行了分析,设计、制造出40/45目和50/60目金刚石定位排布钻头。在广西横县孟村矿区的钻进试验中,40/45目金刚石钻头的寿命是普通钻头的1.84倍;50/60目金刚石钻头的寿命是普通钻头的2.74倍,时效提高19.7%。     

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。     

仿生异型齿钻头在干热岩钻探中的应用

干热岩具有硬度大、研磨性弱、可钻性差和钻进难度大等特点,常规孕镶金刚石钻头钻进时打滑严重、寿命短。针对此技术难题,根据干热岩岩性和设计的井身结构特点,引入仿生高效耐磨技术,以穿山甲爪趾为仿生原型,结合孕镶金刚石钻头的结构和制备工艺方法,研制了与该类地层相对应的仿生异型齿钻头。在青海共和县干热岩现场的钻进试验结果表明：仿生异型齿钻头未出现打滑现象,相比于打滑不严重的常规软胎体孕镶金刚石钻头,仿生异型齿钻头的钻进速度提高97.5%,寿命（仿生钻头寿命为推算寿命）提高1.268倍。进一步证明了仿生异型齿钻头在坚硬打滑的干热岩地层中钻进能够提高效率、缩短钻井周期、节约钻井成本。     

金刚石钻进时的圆周线速度

金刚石钻进由于采用金刚石作磨料，尤其是孕镶式钻头，采用细粒磨料级金刚石（其粒度为30目至100目，相当于0.63～0.125毫米），在钻进时类似砂轮磨削原理破碎岩石。因此，金刚石钻进时很重要的一个钻进技术参数，就是钻头的圆周线速度，也就是钻头上金刚石在钻进时的单位时间内在岩石面上克取岩石所经过的距离。计算圆周线速度的公式：     

钻探技术在金属矿床勘探中的发展

金刚石钻进作为一种先进的钻探方法,经过不断的完善,至今已沿用了百余年.1930年以前,金刚石钻头是用稀缺的粗粒黑金刚石(CARBONADO)靠手工镶嵌的,价格昂贵.1930年初出现了粉末冶金技术,才开始采用较便宜的小颗粒金刚石以机械方法成批生产金刚石钻头.由于金刚石钻头在许多方面优于钻粒钻头和硬质合金钻头,有较高的钻进速度,即使在很坚硬的岩石中钻进也可取得较高的岩心采取率,而且可钻进任何方向的钻孔,偏斜又较小,因而使金刚石钻进法得到了广泛应用.五十年代,一些发     

对冲击回转钻进金刚石钻头适应性的探讨

目前，冲击回转钻进的钻头仍由回转钻进的孕镶金刚石钻头代替，取得了较好的效果。为了进一步发挥金刚石冲击回转钻进的优势，使金刚石钻头适应冲击回转钻进碎岩的特点，取得更好的技术经济效益。加强对钻头的研究试验，是十分必要的。我们在试验、推广金刚石冲击回转钻进中的体会和认识如下：     

关于提高金刚石钻进技术经济指标的问题

充分发挥金刚石钻头潜力，提高金刚石钻进技术经济指标，是当前值得研究的课题。本文仅就影响钻头技术经济指标的因素及提高金刚石钻进技术经济指标的途径进行探讨。     

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     

金刚石钻进原理及其发展途径

金刚石钻进方法在我国试验推广已有十多年的历史,积累了许多实践经验,取得了有意义的效果,现在应当深入了解金刚石钻进的实质,以便在生产中充分发挥其经济效益.一、金刚石钻进的特性众所周知,金刚石在现有物质材料中具有最高的硬度,这是取得优良钻进效果的主要依据。金刚石在莫氏硬度标中列为10级,实际上,它比9级刚玉的硬度要大七倍之多.按赫氏(苏联、赫鲁舍夫)硬度标测定,金刚石的硬度为10060—14250公斤/毫米~2,而现在工业中常用的碳化钨硬质合金的赫氏硬度仅为1500—1700公斤/毫米~2。若用泽耶巴赫的绝对刻度标测定,金刚石的硬度要比刚玉大138倍。由此可知,金刚石比其它材料有很大的硬度差值,这是取得优良钻进效果的关键所在.     

表镶天然金刚石和孕镶人造金刚石钻进时破碎岩石的机理

当前作为地质勘探技术推广项目重点之一是金刚石钻进。由于金刚石钻头制造技术的不断完善和正确的操作规程的确定和使用。目前在坚硬地层和中硬地层无论是钻进速度还是经济技术指标都比原有的钻粒钻进和硬合金钻进方法有所改善。但在大批量金刚石钻头的平均进尺方面，根据统计77年全国金刚石钻头平均寿命约为20米左右。这个数值和国际水平还有一个不小的差距。影响金刚石钻头寿命的因素主要是两个方面：一是包括金刚石品级在内的钻头本身的质量，它主要取决于结构的设计和造型工艺水平；二是合理的钻进工艺过程，以保证钻头能发挥其最大的生产率。     

金刚石-硬质合金复合齿钻头在卵砾石地层中的应用

研制的人造金刚石单晶与WC-Co硬质合金复合球齿钻头,具有高耐磨性、高硬度、高冲击韧性,其超硬复合部分在钻进大硬度的卵砾石地层时,能象孕镶金刚石钻头那样切削岩石。野外钻进试验表明,复合齿钻头和普通合金钻头相比,回次进尺提高 1倍以上,小时效率提高 1.5倍以上,平均寿命增加 2.5倍以上,而每m进尺钻头成本降低了35%。     

岩石物理机械性质与人造金刚石孕镶钻头合理选用的试验研究

孕镶金刚石钻头是目前破碎岩石有效工具之一。在钻进中孕镶金刚石钻头的钻岩效果,存在很大差异,同类型钻头在不同的岩石中钻进,其平均时效或钻头寿命可以相差数十倍。因此,根据岩石特性合理选择和使用金刚石钻头,是达到优质、高效、低耗钻进的重要因素,对提高金刚石钻头的技术经济效果具有重要的现实意义。 作者在多参数模拟回转钻进试验台上,对花岗闪长斑岩、磁铁石英岩等三十余种岩石进     

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     

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     

高研磨性地层钻进技术措施

高研磨性地层应该选择什么样的金刚石钻头和钻进技术措施，是当前金刚石钻进急需解决的技术关键问题之一。     

地浸砂岩型铀矿卵砾石层钻进用钻头的试验研究

介绍了金刚石-硬质合金复合球齿钻头在内蒙古某地区铀矿床卵砾石层中的生产试验情况.在钻进卵砾石层时,保径未做加强的金刚石-硬质合金复合球齿钻头的平均钻进效率为2.50 m/h,钻头的平均寿命为7.34 m/个;保径加强型金刚石-硬质合金复合球齿钻头的平均钻进效率为2.82 m/h,钻头的平均寿命为10.18 m/个;而普通合金钻头的平均钻进效率为1.29 m/h,钻头的平均寿命为1.19 m/个.试验表明金刚石-硬质合金复合球齿钻头是一种理想的钻进卵砾石层的钻头.     

钻进工艺(之一)——怎样用好钻头

人造金刚石钻头作为一种新的碎岩工具,它与钢粒和硬质合金钻进,在钻进工艺(即使用方法)上有很大的不同,甚至也有别于一般天然金刚石钻进.这就是说,有了人造金刚石钻头,有了相应的设备和专用钻具外,我们还要懂得正确使用它.不然,尽管有很好的钻头,如果采用的钻进工艺不当,也不可能达到预期的效果.因此,钻进工艺是使人造金刚石钻头的效能得到充分发挥的重要保证.     

我们是怎样突破硬岩层关的?

我队过去在某铜矿施工，在推广应用小口径金刚石钻进时遇到几十米、颗粒细而致密、研磨性很弱的坚硬岩石硅质岩，采用孕镶金刚石钻头钻进时钻头打滑，钻进效率低，成本高，成了我队推广小口径金刚石钻进的一只拦路虎。针对我队硬岩层钻进中存在的这一难关，设计试制了金刚石钻头喷砂机，经过反复试验改进，孕镶金刚石钻头，经过喷砂处理后钻进效率有明显提高。如某铜矿6319孔孔深674米，遇到一段坚硬的硅质岩，有七十多米，使用孕镶金刚石钻头喷砂前后钻进效果对比如下表。