钢齿牙轮钻头齿面强化材料及强化工艺进展

综述了国内外钢齿牙轮钻头齿面强化材料以及强化工艺的研究现状。简要分析了各发展阶段齿面强化材料以及强化工艺的主要特点和存在的主要问题 ,国内外多以金刚石作为牙轮钻头强化材料 ,比较成熟的技术是制造金刚石的PDC复合片 ,采用钎焊或机械装配的方法实现钻头的齿面强化。目前研究较多的是应用电镀或化学镀工艺在钢齿牙轮钻头齿面镀覆一层金刚石 ,以其高耐磨性达到钻头的齿面强化。

钢齿牙轮钻头齿面强化复合堆焊实验研究

运用自制的包含金属化的金刚石和硬质合金复合堆焊焊条,以O2-C2H2焰为焊接热源进行堆焊,制备了含有金刚石的复合堆焊层。采用X射线衍射仪(XRD)、光学显微镜、材料性能实验机、动载磨料磨损实验机等实验手段和方法进行了金刚石表面和复合堆焊层形貌分析,堆焊层与基体的结合强度及堆焊层在动载荷条件下耐磨损性能的测试。研究表明:金刚石经过金属化处理后表面具有一定的金属性和浸润性,通过一定堆焊工艺在钢齿牙轮钻头齿面形成了组织致密均匀、硬质点与基体熔合良好的强化层,其抗剪强度达到了625MPa,磨损量减少了10%～70%,延长了钻头的使用寿命。

钢齿牙轮钻头表面敷焊材料的研究与应用

为提升国产钢齿牙轮钻头的性能水平,研究开发了2种分别适用于钢齿牙轮钻头的齿面和背锥的表面敷焊材料,考察并比较了2种敷焊材料焊缝金属与进口同类产品在高应力工况和低应力工况下的耐磨损能力。研究及钻井现场应用结果表明,应用2种表面敷焊材料的钻头显著提高了钻井过程中的进尺能力和钻进效果,对钻井工程具有明显的经济效益。

金刚石和硬质合金复合堆焊在钢齿钻头齿面强化中的应用

本文针对目前用于钢齿牙轮钻头齿面强化的国产硬质合金抗冲击能力差、耐磨性不足等问题,以钢齿牙轮钻头基体材料20Ni4Mo作为试验用材,选用具有良好耐磨性能的球形硬质合金和金刚石作为齿面强化材料,采用氧乙炔堆焊工艺完成了钻头基体材料的表面强化研究,从而提高钻头基体材料的表面耐磨性和抗冲击能力。通过模拟钢齿牙轮钻头工作环境,用冲击磨料磨损试验实现对基体材料表面堆焊层的耐磨性检验,为钢齿钻头齿面强化探索一条更为有效的新途径。

用“应力—强度”模型确定牙轮钻机主空压机容量

本文把可靠性理论应用于牙轮钻机工作参数的计算,提出了一种准确的主空压机容量设计方法,克服了以往设计中的盲目性。

用碳化钨制成的新型牙轮钻头

美国一家公司利用碳化钨材料制成了一种新型的高强度牙轮钻头。这种钻头是将烧结碳化钨粗颗粒与较细的铸造碳化钨颗粒按一定比例混合制成管式焊条,然后堆焊到钢齿牙轮钻头齿面,使钻头得到较大的强化。经试用。

亚肯北区砾石层优快钻井技术

亚肯北区第四系及库车组上部地层发育巨厚砾石层,导致钻井过程中蹩跳和钻井效率低下,在研究分析该区砾石层特征及钻井难点的基础上,从钻头结构参数和钻具结构及钻进参数等方面优化设计了大尺寸镶齿牙轮钻头及配套钻井工艺。钻井实践表明,亚肯北地区砾石层钻井过程顺利,砾石层段大尺寸牙轮钻头寿命长达404 h,机械钻速提高了84.62%,同时大幅度地减少了钻头使用个数,减少了起下钻时间,提高了钻井作业效率。对亚肯北区钻井提速方案的制定提供了技术指导和借鉴。