孕镶金刚石钻头胎体磨损因素

了解金刚石孕镶钻头磨损的因素,才能合理设计和使用金刚石钻头。认为岩屑是孕镶金刚石钻头磨损的主要因素。调整钻进参数和钻头设计参数,以控制岩屑对钻头的磨损强度,可收到好的钻进效果。     

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)。     

孕镶金刚石钻头胎体硬度本质的探讨

硬度是目前用来衡量金刚石钻头胎体性能的一个最重要的指标。由于这一指标具有检测方便,不需专门的试件,能反映胎体抵抗岩粉压入能力,并能在一定程度上反映胎体耐磨性等显著优点,因此,目前已成为大多数厂家实际生产控制的唯一指标。在其它性能参数的意义及测量方法尚处于研究阶段的时候,硬度不失为一个实际有用的指标。但是,随着对胎体性能研究的深入,有必要进一步研究这一参数的本质,及其所反映的性能侧面及局限性。     

自润滑孕镶金刚石钻头胎体材料初步研究

为了研究具有自润滑性能的孕镶金刚石钻头胎体材料,进行了在胎体配方中添加石墨的研究。对胎体材料的抗弯强度、硬度、耐磨性和材料与白刚玉砂轮组成摩擦副时的摩擦系数进行了测定,并用扫描电子显微镜观察了磨损表面形貌。实验结果表明,添加石墨后,胎体材料的硬度和抗弯强度下降,与60目白刚玉砂轮组成摩擦副时的摩擦系数下降,耐磨性则随着石墨含量的增多先增强,后下降（超过6％后）。形貌分析表明,不含石墨的胎体材料在磨损中发生明显的塑性变形;添加石墨后,胎体材料的塑性降低,出现犁沟和剥落现象。     

大陆科学钻探孕镶金刚石钻头胎体配方的前期研究

在对普通孕镶金刚石钻头高温力学性能检测的基础上,实验研究了６种ＷＣ（Ｗ）基和６种Ｎｉ基配方胎体的高温力学性能,从而提出２种可供研制大陆科学钻探深部高温孔段孕镶金刚石钻头胎体使用的配方方案。     

陶瓷空心微球对孕镶金刚石钻头胎体性能的影响研究

针对深井钻进中,钻头受高温环境影响,钻头胎体性能显著下降的技术难题,研究了空心球种类、空心球目数、空心球添加量等对热压烧结金刚石钻头胎体常温及高温力学性能的影响。结果表明：在胎体基体内添加空心球,宜添加3540目数的钇稳定的氧化锆空心球;当钇稳定的氧化锆空心球的添加量为10%时,胎体的综合性能达到最佳,冲击韧性和抗弯强度也达到最大值,分别为3 J/cm2和903.75 MPa。添加适量空心球的胎体复合材料,由于球形孔隙结构的存在,使得胎体表面粗糙度得到增强,提高了金刚石钻头的胎体出刃性能、高温下的力学性能。     

表镶金刚石钻头胎体巢状组织的研究

当前,钻探用的金刚石表（孕）镶松装烧结钻头,其胎体通常是以WC（W₂C）-Co（Ni）粉为骨料,以其他金属合金为浸渍剂的合金。金刚石表镶钻头松装烧结胎体组织,由巢状（WC+W₂C）和网状浸渍合金组成。     

关于薄壁金刚石钻头胎体性能的探讨

对薄壁金刚石钻头胎体进行了性能分析和配方设计探讨，尤其根据被钻切介质对钻头胎体性能的要求作了较详细的分析，从理论分析结合实践经验筛选出了钻切建筑石材和各种钢筋砼的钻头胎体配方，在生产中满足了钻头工作条件的要求。     

关于提高金刚石钻头胎体耐磨性的试验研究

胎体耐磨性（胎体硬度）是金刚石钻头的一个重要技术指标,它直接影响钻头、钻进规程参数的选择和钻探工程技术指标的提高。目前,现场所用钻头实际胎体硬度低于出厂钻头的标称硬度,而钻探施工一般按胎体标称硬度进行安排生产,所以会对钻探效率和进尺的提高带来误导和负面影响。为了提高钻头胎体硬度,进行了如下研究工作：改进钻头烧结工艺,提高胎体材料中碳化钨的比例和增加混料时间。在改进钻头烧结工艺中,建议讨论研究俄罗斯冷压烧结技术,其烧结压力可以达到70～100 MPa,远远高于我国热压烧结的压力,这将有利于胎体耐磨性的提高和钻探技术经济指标的改善。     

关于金刚石钻头胎体硬度分布的试验研究

钻头胎体硬度是一项重要技术指标,应与所钻岩石的硬度（可钻性）和研磨性相适应。胎体硬度直接影响钻探技术经济指标的提高和钻进工艺参数的选择。试验研究表明,钻头胎体硬度分布很不均匀,差别很大。首先应从胎体烧结工艺上找原因,烧结压力偏小（5 MPa）可能是首要原因。钻头、工艺参数、操作技术等都很重要,缺一不可。钻进技术经济指标低,不一定都是钻头质量问题,要从多方面进行研究。提倡把经验打钻提高到科学打钻上来。     

电铸金刚石孕镶钻头胎体与钢体结合强度的测试

目前，在金刚石钻进中，钻头胎块脱落事故尚未能完全避免。胎块脱落后，若发现的早，还比较容易捞取。若发现不及时，将造成钻头的进一步崩落损坏，以致很难彻底捞净，这将给以后钻进造成更大的困难。分析胎块脱落的原因是多方面的。如下钻碰撞套管或孔底；钻进操作不注意产生严重挤夹；孔内不清洁；钻进坚硬裂隙地层；深孔倒立轴时没有悬吊钻具等。总之，这些都是外因，操作中应力求避免发生。从内因方面检查，主要是胎体与钢体的结合力（结合强度）不够而造成。例如，一些钻头正常使用仅一、二个回次就出现了胎体沿与钢体的结合面整个脱掉现象。这种     

关于提高金刚石钻头胎体工作能力的试验研究

在地质勘探中,金刚石钻进是一种主要的方法。在金刚石钻探生产中,钻探设备、钻头、钻探工艺、钻探生产操作技术和生产管理都是非常重要的。钻探技术经济指标与钻头胎体的工作能力关系更为密切,因此成了人们关心的问题。俄罗斯Кубасов В.В.博士等在提高钻头胎体工作能力方面做了大量的工作,取得了很好的技术经济效果。本文介绍了他们在低品级金刚石的选择性破碎处理、金刚石的热处理、金刚石钻头的低温处理和胎体性能的控制技术等方面的研究内容及取得的成果。     

孕镶金刚石钻头合理运用的研究

介绍了孕镶金刚石钻头结构参数的选择和正确使用的有关工艺方法。建议钻头生产厂家与用户开展岩性测定工作;推荐出计算钻头综合技术经济效果的公式。     

人造孕镶金刚石钻头技术参数与时效的关系

我院在工程地质水文地质勘测中,已逐步采用和推广金刚石钻进工艺,钻探质量有所提高,效率及成本接近或低于常规口径。但在确保质量的前提下,如何提高时效、钻头寿命,及降低成本,取得较好的技术经济效果,尚存在一定的差距。为此,我们选择四     

水泥固化软土的微观结构特性

我国广泛分布着软土,由于地基处理过程中经常采用水泥进行加固,水泥加固软土效果差异较大,甚至在一些高有机质含量的软土地区,工程中出现了加固失败的现象,因此,为有效地研究水泥加固软土的效果,文章利用扫描电子显微镜(SEM)技术,从土体微观结构特征出发,对江门某公路段中高有机质水泥加固土体粒度成分、结构单元体成分、孔隙特征及结构特征进行了定量分析,从SEM图像定量分析中可以看出,研究路段的水泥加固土体,其微观颗粒结构单元体和孔隙的定向性均较差,粒内微小孔隙发育,样品具有各向同性的特点。     

人造金刚石孕镶钻头唇面状态与钻进的关系

本文以金刚石在孕镶钻头中均匀分布为基础,从理论上推导出唇面径向不同位置的金刚石切深、受力。结果表明,在正常钻进情况下,金刚石切深约为其出刃的1/10,且距钻头中心越近,金刚石切深、受力越大;并由此解释了实钻较微钻钻进能力更强以及随着钻压（p）、每转进尺（h）的增大,碎岩效果,即单位钻压每转进尺（h/p）下降的现象。     

预压层叠式钻齿型孕镶金刚石钻头的研制

分析了高品质钻头的应用需求,指明了高品质钻头的研究方向。设计了一种层叠式结构钻齿,采用预冷压工艺进行压制后,再经过装模热压烧结的新型孕镶金刚石钻头。给出了此类钻头的原材料选择和制作工艺参数,分析了钻探试验结果。结果表明：预压层叠式钻齿型孕镶金刚石钻头,有利于改善钻进条件,提高钻进效率,有效地实现钻头制造过程中节能降耗,是一种广谱性应用前景的孕镶金刚石钻头新型式。     

人造金刚石孕镶钻头唇面状态与钻井的关系

本文以金刚石在孕镶钻头中均匀分布为基础，从理论上推导出唇面径向不同位置的金刚石切深、受力。结果表明，在正常钻井情况下，金刚石切深约为其出刃的１／１０，且距钻头中心越近，金刚石工深、受力越大；并由此解释了实钻较微钻钻进能力更强以及随着钻压（Ｐ）、每转井尺（ｈ）的增大，碎岩效果，即单位钻压每转进尺（ｈ／ｐ）下降的现象。