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。     

青海野马泉矿区岩石可钻性的分析和应用

青海野马泉整装勘查矿区在以往的钻探生产中施工难度大,钻头寿命短,提下钻频繁,导致施工周期长,成本高。由于矿区岩石的可钻性不明,钻头适用效果差。通过现场调研、采集岩样,进行室内试验测试（包括薄片分析,XRD测试等）,获得了石英含量、石英粒度、长石含量、长石粒度等数据,通过分析计算确定了矿区的岩石可钻性,据此设计选用了钻头。野外试验表明,钻头钻进效果好、性价比高。     

新型金刚石造斜钻头的研制及改进

简述了配合连续造斜器使用的金刚石造斜钻头的设计方案,利用有限元软件对其水力结构进行优化。设计的新型金刚石造斜钻头经现场使用效果良好,但内径磨损严重,后经中心部位优化改进,大大改善了中心磨损问题,钻头综合性能得到了大幅提高。     

钎焊金刚石钻头模具尺寸设计

勘探用金刚石钻头在钎焊烧结过程中,钻头芯模、外模和钢体的尺寸直接决定金刚石钻头的尺寸,对金刚石钻头的使用性能影响很大,而现有的文献中对于模具尺寸设计的研究稍显不全面。对钻头钎焊烧结过程的热涨与冷缩过程进行深入分析研究,提出了更直观的模具计算公式和防止涨模的措施。     

PC机在控制金刚石合成工艺方面的应用

通过开发压机ＰＣ机的内在功能，编制合理的控制程序，改进了设备的工况，提高了金刚石合成工艺的控制精度。     

CVD合成钻石的层状生长结构和紫外荧光特征

最近NGTC实验室检测出多批次CVD合成钻石,这些CVD合成钻石均具有明显的鉴定特征,使用钻石观测仪（DiamondViewTM）观察可见蓝色、橙红色荧光和蓝色磷光以及细密层状生长纹理,光致发光光谱中可见737 nm处的特征发光线.这些特征均与其生长结构及生长过程中进入钻石晶体中的杂质有关.笔者以最近检测过程中发现的一颗CVD合成钻石为例,使用高倍率显微技术对其层状结构的微细特征及其在钻石观测仪下的荧光特征的关系进行了详细观察和对比.结果显示,此样品与之前检测到的CVD合成钻石略有差异.此次检测到的样品在钻石观测仪（DiamondViewTM）下观察具有较宽的层状生长分区,层与层之间的分界线十分明显且在高倍显微镜下也可见到细微的生长特征.通过对样品特征的分析,了解了晶体生长过程中多阶段生长条件的变化,更直观的展现了CVD合成钻石的生长过程.     

金刚石-cBN-硬质合金复合柱齿的理论分析

通过多种分析手段对所研制的金刚石-立方氮化硼(cBN) -硬质合金超硬复合柱齿进行了深入的研究分析, 得出了由于B的烧结促进和强化作用、Ni-P的活化烧结作用以及cBN加入, 大大提高了超硬复合柱齿的性能, 同时还分析指出, 在金刚石与基体合金之间存在过渡区, 该过渡区能有效地保护金刚石免受高温损伤, 另外, 该过渡区还大大增强了基体与金刚石之间的结合强度.      

世界金刚石矿产资源形势及其保证程度

从世界金刚石矿产资源概况、资源特点出发,分析了资源供需前景,提出了对世界金刚石矿产资源勘查与开发的建议。     

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Web的金刚石钻头模具钢体设计

介绍了应用网页技术进行金刚石钻头模具钢体设计计算的方法。该方法丰富了模具钢体设计的远程教育,免去了传统人工求解的繁杂过程,界面友好,精度高,结果可靠,具有实际使用价值。