钻进硬而致密岩石的直角梯形齿金刚石钻头研究

针对深部钻探钻遇岩石种类多、岩性复杂、硬而致密岩石钻进时效低与钻头寿命短等问题开展研究,提出普适性能钻头的结构设计。在此基础上设计和研制直角梯形齿钻头,并对钻头进行受力分析。理论与实践均表明设计合理,在可钻性7~9级的岩石中钻进时,相比普通钻头而言,该钻头的使用寿命相当、钻进效率提高21%~24%、成本降低约15%。因此,直角梯形齿钻头比普通钻头具有相对明显的优势。

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。