鄂北工区钻头型号及钻井参数的优化

通过对近年来鄂北工区所施工井的钻井资料进行分析、对比，优选出了适合于各区块、各井段的钻头型号和钻井参数，提高了机械钻速，缩短了钻井周期，使鄂北工区的钻井技术上了一个新的台阶，加速了鄂北气田的建设。     

电镀PDC石油全面钻头及其在油气田中的应用

采用低温电镀工艺生产ＰＤＣ石油全面钻头对金刚石无任何热损伤，对喷咀进行组合设计，在两口井中进行试验，取得了很好的经济效益和社会效益，并分析了钻头的特点及存在的问题。     

高研磨性地层复合式钻头的研制与应用

金山气田、龙凤山构造、长岭断陷等登娄库组以下深部地层可钻性差,研磨性强,导致钻头磨损严重,使用效率低。在对牙轮钻头、PDC钻头及孕镶金刚石钻头在高研磨性地层中的适应性进行细致和全面分析的基础上,提出了把PDC钻头机械钻速高和孕镶金刚石钻头进尺多的技术优势相结合的研制思路,开展PDC+孕镶复合式钻头设计。现场应用取得了良好的试验效果。提出了合理化的建议。     

PDC自动化高频感应钎焊强度的影响因素

随着制造业不断向自动化、智能化方向发展,研究PDC钻头钎焊自动化是钻头生产技术的重点发展方向之一。为分析焊接强度对PDC自动化钎焊的影响及适应情况,利用特制的工装及试验条件,以PDC片和合金支柱为基体材料,开展了PDC高频感应焊接试验;并结合剪切强度和断面形态,分析了钎料钎剂、表面预处理、焊接方式、保温方式及感应加热对焊接强度的影响,并提出了适应PDC自动化钎焊的钎焊工艺方法。结果表明：应根据实际情况选取合适的银基钎料及专用焊膏;母材表面氧化层对焊接强度的影响较大;采用旋转式辅助焊接方式有助于钎料的铺展及排气排渣,能有效提高感应钎焊的强度;保温方式对PDC感应焊接强度的影响不大;应减小感应加热的集肤效应造成的边缘钎料熔蚀和中心温度低钎料未完全熔融对工件焊接强度的影响。研究结果为实现PDC自动化感应焊接提供了可行性方案,并对实现PDC钻头自动化钎焊提供了基础依据。     

高温硬地层钻进中PDC钻头切削齿磨损研究

随着新时代对绿色环保资源的需求日渐旺盛,地热资源即将进入大规模开发阶段。为经济、高效获取地热资源,目前主要应用的是PDC钻头。但是,部分钻取地热井存在遭遇高温硬地层的情况,常规PDC钻头存在耐高温性能差、硬度略低、耐磨性不足等问题。本文总结了深部高温硬地层钻进时PDC切削齿受到磨粒磨损,冲击磨损,热损伤等3种磨损机理,介绍了4种提高PDC切削齿耐高温性,硬度及耐磨性的方法：涂层技术、改善钻进参数,复合钻头和钎焊切削齿。根据目前研究情况,建议单个PDC切削齿实验可以从实现独立分析与切削齿关联性相结合方面展开,通过动态建模和工作状态实时模拟优化设计方案。     

低温电镀PDC复合片石油全面钻头研制

采用低温电镀工艺（室温）生产ＰＤＣ复合片石油全面钻头,或者说ＰＤＣ复合片镶嵌在钻头钢体上而形成完整的ＰＤＣ石油全面钻头的整个生产过程中完全不受高温影响．因而最大限度地保护了复合片和金刚石,提高了钻头使用品质．现已获得较为理想的经济指标,受到生产用户好评．     

脉冲电镀复合片钻头的试制

研究了脉冲电镀法的优越性，合理选用了电镀复合片的镀层成分，室内试验表明：利用脉冲电镀法制造复合片及其钻头是可行的，使用结果比较理想。     

全尺寸PDC钻头复合冲击破岩机理的有限元分析

针对坚硬地层破岩效率低、钻具粘滑振动造成钻头寿命降低等问题,通过ANSYS有限元分析软件对全尺寸钻头复合冲击破岩机理进行研究。分析了冲击频率、钻压和转速对钻头破岩效率的影响,通过分析发现钻头破岩过程中,岩石内部既存在拉应力,也存在压应力,岩石破坏表现形式为“拉伸+压剪”的综合作用破坏。研究得出在扭转冲击频率为25 Hz条件下,此时轴向冲击的最佳频率为13 Hz,在这2种冲击频率的配合下机械钻速最快;钻压对机械钻速影响较大,两者呈线性正相关关系,并回归出有无冲击载荷条件下钻头机械钻速与钻压的变化关系式;转速对机械钻速的影响较小,两者呈微增趋势,分析认为是坚硬岩层使PDC钻头变切削为研磨状态导致机械钻速变化不大;复合冲击在地层钻进中能明显提高机械钻速。全尺寸PDC钻头复合冲击破岩机理研究对于钻进效率的提高和复合冲击技术的发展具有重要意义。     

复合片破碎岩石载荷分析及其试验

为解决金刚石复合片易出现非正常破损问题,对钻进过程中金刚石复合片(PDC)钻头的单个复合片的受力进行了分析,并对改善金刚石层与衬底脱离、脱落现象的措施进行了研究。结果表明,作用在复合片金刚石层上的剪切力是影响脱离或脱落现象的主要因素之一,而剪切力的提高与衬底的切削作用有关,这可通过增大金刚石层与衬底之间的接触面积来实现。通过一种棋盘状刻槽衬底的PDC钻头试验研究证实,研制合适的衬底结构形状,并在衬底表面加工不同形状的凹槽来增大两者的接触面积能使其获得足够的连接强度。      

烧结式PDC钻头模具成型工艺研究

针对烧结式PDC钻头底模手工成型困难、生产效率低的问题,采用冷压成型法制作底模,并在实验的基础上,确定了底模的原材料配比和成型压力,为底模加工提供了一种可行的新工艺。