金刚石钻头性能量化表示研究

通过定量分析中严密的理论计算与推导，得出了孕镶金刚石钻头时效和寿命与钻头有关参数的量化关系。研究表明：定量研究结论与有关定性结果完全吻合，这说明通过研究得出钻头性能与参数间的定量关系是可行的；可以用于指导钻头的参数设计；可以根据钻头的设计参数预知钻头的性能情况。     

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     

钻探用金刚石的铁磁性及其与钻头工作性能关系的试验研究

为了提高金刚石钻进的效益，国内许多钻头研究者对金刚石钻头的某些结构参数与地层的适应性关系进行了深入的研究。但对金刚石磨料性能与钻头工作性能关系的研究似乎很少。据文献记载，人造金刚石的铁磁性对其物理化学性能及钻头的工作性能有显著的影响。本文通过试验数据，分析钻探用人造金刚石的铁磁性与其质量及钻头工作性能间的关系。提出人造金刚石的最优化磁选工艺规程和提高金刚石钻进经济效益的途径。     

PDC无心钻头结构参数与钻进性能的关系

ＰＤＣ无心钻头结构参数与钻头钻进性能有密切联系，通过全尺寸钻头室内实钻正交试验，研究了各结构参数与钻头钻进速度的关系，确定了ＰＤＣ无心钻头优化结构参数组合。     

钻头金刚石出刃高度对钻进性能的影响

概述孕镶钻头底唇面金刚石的出刃高度,是表征其钻进性能的重要技术指标.当前国内外有关金刚石出刃高度定量测定的报道尚不多见.在施工现场多用肉眼观察或借助于放大镜、体视显微镜进行观察,有时甚至凭手的触感去判断.国内在金刚石出刃高度的定量测定上做的工作不多,方法也比较单一,很少进行不同测定方法的对比验证.对钻头金刚石出刃高度与钻进性能间的定量研究至今尚未开展.     

金刚石粒度对孕镶金刚石钻头性能的影响

孕镶金刚石钻头已获得了广泛的应用,但人们对其性能和钻头金刚石参数间的一些问题仍需进一步认识。本文通过理论计算得出了钻头唇面上金刚石的分布模型,其结论与实际相吻合;并以此为依据,探讨了金刚石粒度对钻头性能的影响      

基于AutoLisp的仿生金刚石钻头计算机设计软件系统研究

通过计算机辅助设计语言AutoLisp实现仿生钻头的参数化设计。软件系统将仿生钻头设计者输入的参数,通过专家系统分析与计算,完成仿生钻头非光滑分布图设计、钻头水口设计和钢体设计。在仿生钻头绘制函数中提供了多种图元绘制方法,可以根据设计者的选择,实现不同方法的钻头结构图输出,加强了软件效率和兼容性。     

关于复合片钻头磨损的试验研究

阐述了复合片钻头在金刚石钻进试验台上钻进大理岩和花岗岩的试验研究结果。用试验设计方法研究了复合片钻头绝对磨损和相对磨损同钻进规程参数的关系，建立了相应的数学模型，利用这些数学模型可以求出钻头相对磨损最小值以及与其相应的最优钻头压力、钻头转速和冲洗液量。     

测井资料在岩石硬度预测中的应用

探讨了岩石硬度与测井参数间的关系,利用测井资料结合数学处理方法进行了岩石硬度预测方法研究。结果表明,岩石硬度与声波测井有很好的相关性,而与自然伽马测井无必然联系。在此基础上,利用声波测井资料建立了岩石硬度预测模型,并对预测模型进行了检验和修正,使预测精度达到90%以上。同时,该方法可以克服室内微钻头实验法中,由于岩心数量有限且实验用岩心为完整岩块,不能代表整个岩体性质的缺陷,实现了地层岩石硬度的快速实时预测,为钻头设计、选型、钻井工程设计提供了基础参数。      

泥页岩地层绳索取心钻进钻头应用及优化设计研究

长江中下游地区页岩气调查井工程,采用绳索取心钻进工艺,钻遇地层多为泥质含量高的水敏性泥岩、软硬互层较为频繁的致密性地层。钻进过程中,金刚石钻头经常出现钻头泥包现象,在软硬夹层中PDC钻头崩齿导致钻头机械钻速和寿命受到严重影响。主要从钻头结构及钻井液性能方面系统分析了金刚石钻头泥包及PDC钻头崩齿的原因,分析认为,现场钻头应用过程中产生的上述问题与钻头唇面结构设计、钻头水路设计、钻头材料与表面状态、钻进规程参数及钻井液性能有着密切关系。通过对钻进工艺、地层岩性分析研究,对原有钻头进行了结构形式优化和改进设计,对钻进规程参数也进行了优化,现场应用结果表明：钻速明显提升,大大提高了泥岩段及夹层段的钻进效率。     

深孔绳索取心金刚石钻头性能参数探讨

深孔绳索取心钻进对金刚石钻头的性能提出了更高的要求。从分析金刚石钻头的性能对钻进的影响入手,着重对满足深孔绳索取心钻进要求的金刚石钻头制造方法与性能参数进行了探讨,在综合国内外先进经验的基础上总结提出了新型钻头的参数指标。     

人造金刚石钻进中岩石研磨性的试验研究

本文据金刚石钻进过程的特点,提出了用模拟方法确定岩石的研磨性。利用专门的装置与材料。笔者研究了人造金刚石和钻头胎体的磨损机理、岩石和金刚石之间的动摩擦系数及其变化范围;在统一的操作规程下测定了19种岩石的研磨性。除分析了岩石的物理机械性质、研磨性和破岩参数之间的关系外,还提出了岩石按研磨性分级表;并初步探讨了胎体耐磨性与岩石研磨性之间的适应性及其判别式。     

超细FeCoCu粉末在金刚石钻头中的试验研究

文章介绍了超细FeCoCu预合金粉末应用于金刚石钻头胎体中的试验研究。通过基础性试验测试表明：在663Cu含量为30%的前提下,在金刚石钻头胎体组成成分中添加FeCoCu预合金粉末,通过调节其与WC粉末的配比关系,能够有效地调节钻头胎体硬度,适应不同的地层。通过回归分析得到了胎体硬度与FeCoCu粉末加量的数学关系式,由此关系式可预测胎体硬度或计算FeCoCu粉末加量。经过野外实际钻进试验证明：添加了FeCoCu粉末的金刚石钻头胎体综合性能具有较大的提高,为后续钻头耐磨性研究提供了经验积累。     

孕镶金刚石钻头磨损机理研究

孕镶金刚石钻头通过钻头胎体的持续磨损实现金刚石的自锐和高效破岩。因此,研究金刚石钻头磨损的影响因素及其影响程度和影响机理,对孕镶金刚石钻头的设计和使用非常重要。本次研究探讨了岩石物理力学性质、钻头胎体性能和钻进工艺参数等因素对孕镶金刚石钻头磨损过程和磨损机理的影响。分析表明,对钻头磨损最为显著的影响因素是岩石中的硬质颗粒导致的磨粒磨损,其次是钻头胎体与岩粉之间的粘着磨损,以及冲洗液中岩粉颗粒导致的冲蚀磨损。在此基础上,以不同硬度的钻头胎体摩擦磨损试验结果为例,探讨了钻头胎体性能及其内部硬质点对钻头磨损的影响机理。该研究成果可为科学设计与合理使用孕镶金刚石钻头提供依据。     

热压铁基孕镶金刚石钻头的试验研究

针对在坚硬致密岩石中钻进时效低和钻头使用寿命短的技术难题,分析了热压钻头的金刚石出刃与岩石研磨性等岩性之间的内在联系,认为钻头的胎体成分及其性能是关键,硬而带脆性的胎体性能有利于金刚石出刃,从而能提高钻进速度。因此,从热压金刚石钻头的胎体成分与性能研究入手,经过反复的试验研究,试制出了热压铁基孕镶金刚石钻头,取得了突破性的进展。在坚硬致密岩层中钻进,钻进时效由0.5 m左右提高到1.17 m,钻头寿命由10 m左右提高到21.31 m,解决了在坚硬致密岩层中钻进难的问题。试验研究结果说明,铁基合金是一种新型的金刚石钻头胎体材料,热压铁基孕镶人造金刚石钻头是一种新类型的金刚石钻头。     

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。     

坚硬致密岩层钻进用热压金刚石钻头的研究

针对坚硬致密岩石钻进中遇到的钻头打滑、钻进效率低的问题，通过改变弱包镶材料，加入强化的石墨颗粒，进行试验与研究，获得了颗粒状石墨能提高金刚石出刃的初步效果。随后对石墨颗粒的粒度和强化程度进行反复试验，得到石墨颗粒的粒度、含量和强化程度对金刚石出刃的影响关系；在此基础上研制成新型的热压金刚石钻头，生产试验表明能明显提高金刚石钻头的出刃效果，达到了提高钻进效果的目的。     

室内岩石破岩机制试验及应用研究

聚晶金刚石复合片切削齿钻头的合理选取与使用,关系到它技术优势的发挥。在简要介绍国内研发的聚晶金刚石复合片切削齿钻头岩石可钻性测定方法与分级标准的基础上,详细叙述了室内试验的情况、数据处理分析过程及其获取的定性定量结论;从利于实际应用出发,提出了基于有效吃入岩石、岩石种类与切削齿相融、钻进技术参数互补三原则的聚晶金刚石复合片切削齿钻头的选取和使用原则与基本方法。