硬质磨粒对孕镶金刚石钻头胎体磨损性能的影响

基于孕镶金刚石钻头在坚硬复杂地层钻进效率低的现象,将SiC、棕刚玉和合金钢丸作为胎体耐磨性弱化颗粒添加至胎体中,采用室内钻进及SEM扫描电镜分析等手段研究硬质磨粒材质对胎体力学性能和摩擦磨损行为的影响。结果表明:在胎体中添加适当材质的硬质磨粒,可提高钻头的钻进时效,能够避免钻进打滑现象;SiC磨粒对胎体的耐磨性、抗弯强度等力学性能影响较明显,宜作为胎体耐磨性弱化颗粒,其浓度宜控制在20%~40%之间,粒径在425~500μm之间;硬质磨粒在胎体中一方面利用其易脆性破碎的物理力学特性改善胎体微观磨损形貌,为金刚石正常出刃创造前提条件;另一方面破碎脱落的游离态磨粒利用其硬脆特性能够直接对单颗粒金刚石产生修锐效应。

氧化铝空心球在钻进坚硬致密岩石钻头中的作用

基于岩石破碎原理分析研究用于钻进坚硬致密岩石的钻头及其性能,设计预合金粉胎体性能以及热压工艺参数。在此基础上,提出使用氧化铝空心球弱化钻头胎体,并对添加粒度尺寸0.3mm、0.6mm、0.9mm和体积分数12%、15%和18%的氧化铝空心球制备的胎体进行耐磨性能试验。结果表明:胎体耐磨性分别降低了9%～31%;当氧化铝空心球粒度尺寸为0.3mm,体积分数为18%时,胎体的耐磨性降幅达到最大的31.25%。