硬质岩层钻探用曲面聚晶金刚石复合片的性能表征

采用国产铰链式六面顶压机,通过高温高压(HPHT)工艺合成出曲面结构聚晶金刚石复合片,即屋脊齿。实验室检测结果表明:相较于同规格平面齿,屋脊齿的耐磨性能提高40%,抗冲击性能提高30.8%,而切削力降低36.8%;同时,屋脊齿使用中选择合适的齿前角可提高钻井进尺量及钻速。实地钻探结果表明:相较于同规格平面齿,该屋脊齿的钻进距离及钻速分别提高78.1%、38.9%。

石油钻探用非平面聚晶金刚石复合片的开发

采用国产铰链式六面顶压机,通过高温高压(HPHT)合成工艺及后续加工获得石油钻探用非平面聚晶金刚石复合片,包括三刃齿、四刃齿及五刃齿的,同时考察刃齿与垂直方向夹角对三刃齿、四刃齿及五刃齿复合片性能的影响。实验室检测结果表明:刃齿与垂直方向夹角呈90°的三刃齿、四刃齿及五刃齿与屋脊齿在耐磨性、磨削载荷力及抗疲劳冲击性方面基本保持不变;相较平面齿,屋脊齿90°耐磨性、抗疲劳冲击性分别提高约58.6%、51.8%,磨削载荷力降低41.9%。当三刃齿、四刃齿及五刃齿的刃齿与垂直方向夹角呈99°时,相较于夹角呈90°时,在耐磨性及磨削载荷力保持一致的条件下,屋脊齿99°抗疲劳冲击性平均提高约30%;而相较于平面齿,抗疲劳冲击性平均提高约95.7%。

聚空心球对氧化铝陶瓷性能的影响

研究了聚空心球直接添加或聚空心球作为多孔层对氧化铝陶瓷力学性能的影响。在1200～1550℃烧成温度范围内,随烧成温度升高,Al2O3晶粒长大,聚空心球与基体之间结合力增加,聚空心球在烧成温度为1550℃时变形,试样密度为2.84g/cm3,显气孔率为25.2%,抗压强度和抗弯强度最高。当层状陶瓷的聚空心球多孔层含量为60%(质量分数),层厚比为5/2时,聚空心球的断裂方式由沿球断裂转变为穿球断裂,机械性能得到提高,断裂韧性最高为5.59MPa.m1/2。