浅谈高效率孕镶金刚石钻头金刚石参数的优化设计

为了使金刚石钻头在钻进过程中,有一个比较理想的时效,钻头胎体硬度配方确定之后,金刚石参数的优选确定就显得尤为重要。本文从金刚石的品级、粒度、浓度等方面进行优选、对比和计算分析,进一步对S77×46钻头的金刚石参数做了优化设计。

致密砂岩地层孕镶金刚石参数的试验优选研究

四川盆地须家河组致密砂岩地层研磨性强、可钻性差,采用常规高效牙轮和PDC钻头存在着钻头破岩效率差、单只钻头进尺少、机械钻速低等技术难题。首先设计了适用于孕镶金刚石钻头的钻凿特性测定试验装置,包括主体机架、钻进系统及岩样夹持系统等部分组成,能够针对孕镶金刚石钻头的破岩机理、磨损能力等进行分析。然后通过研制孕镶金刚石参数优选试验模拟钻头,采集须家河组致密砂岩地层的露头岩石,开展了模拟不同钻压、转速条件下金刚石粒度、浓度对孕镶钻头机械钻速和磨损量的影响试验。试验结果表明,随着金刚石粒度变小和浓度增大,有利于显著延长孕镶钻头的使用寿命;选用40/50目或50/60目金刚石粒度,同时配以70%左右的金刚石浓度,可以起到兼顾提高致密砂岩机械钻速和钻头寿命的效果,为今后四川盆地须家河组地层开展孕镶钻头的研制及应用提供了理论依据。

孕镶金刚石钻头钻进介质与金刚石参数关系的探讨

本文对金刚石钻头所钻切介质不同，对金刚石参数的要求也不同，对金刚石浓度，抗压强度与被钻介质的关系进行了详细的分析，并从理论到实践给出了选择金刚石参数的计算公式，保证正确选用和使用孕镶金刚石钻头，获得较好的技术、经济效益。

孕镶金刚石钻头破碎花岗岩岩屑粒径分布研究

收集微钻实验过程中孕镶金刚石钻头破碎花岗岩所产生的岩屑,分析其粒径分布,定量研究金刚石参数、钻进参数对岩屑粒径分布的影响。结果表明:岩屑粒径在一定范围内呈单峰值分布,粒径尺寸集中分布在40～100μm,粒径分布基本符合对数正态分布规律;金刚石粒度、浓度,钻压和转速对岩屑的粒径分布有较大的影响。

针对坚硬致密弱研磨性岩层的金刚石钻头研究进展

针对金刚石钻头在坚硬致密弱研磨性地层钻进时易出现钻进打滑现象,我们分析了坚硬致密弱研磨性地层的岩性特点,阐述了钻头打滑的原因,从胎体配方研究、钻头结构研究、金刚石参数设计、制作工艺及设备研究4个方面介绍了近年来国内外科研人员所做的研究工作和科研成果,并对钻头的发展方向进行了总结和展望。

适合于研磨性硬地层的新型孕镶金刚石钻头优化设计试验研究

针对现有钻头在研磨性硬地层中普遍存在钻速低、寿命短的问题,研制了一种孕镶钻齿,通过室内试验优选胎体配方和金刚石参数,设计了一种新型孕镶金刚石钻头,并进行了现场应用。孕镶钻齿设计为圆柱形,以铸造碳化钨和碳化钨为胎体骨架材料,以浓度为25%、粒度为80目的天然金刚石颗粒为磨削元件,采用热压工艺烧结合成。新型孕镶金刚石钻头冠部形状设计为直线-圆弧-圆弧型双锥剖面,采用等间距高密度径向布齿,布齿间距为2 mm,采用横卧和竖立两种方式周向布齿。现场应用结果表明,新型孕镶金刚石钻头可提速79%左右,使用寿命是牙轮钻头寿命的2倍以上。

孕镶金刚石绳索取心钻头的研制与应用

为了达到绳索取心钻探对钻头的特殊要求,本文从分析钻头胎体性能出发,着重从胎体配方、金刚石参数、钻头水路系统等方面进行优化设计,通过多种配方的室内和野外试验对比,最后使得钻头具备良好的适应性,钻进硬-坚硬、中-弱研磨性岩层时克服了打滑现象,从而提高了钻头时效,延长了钻头寿命。

金刚石超薄切割片制造方法研究

介绍了一种化学转化膜的制备及金刚石超薄切割片制造的工艺方法 。

热丝化学气相沉积法制备优质微米亚微米级单晶金刚石的研究

利用热丝化学气相沉积法(HFCVD),在硅片衬底上进行微米级(>1μm)及亚微米级(<1μm)单晶金刚石的沉积研究。微米级金刚石是以高温高压法(HPHT)制备的1μm金刚石颗粒为籽晶,通过甩胶布晶的方法,在衬底上均匀分布晶种,并通过合理控制沉积工艺参数,在衬底上形成晶形完好的单晶金刚石。在沉积2 h后,可消除原HPHT籽晶缺陷,沉积6 h后,生长出晶形良好的立方八面体金刚石颗粒(约4μm);对于亚微米级单晶金刚石,是直接在衬底上进行合成,通过调控沉积参数(如衬底预处理方法,偏流大小,沉积时间)对单晶金刚石的分布密度和颗粒度进行控制,经过2 h的沉积,最终获得了0.7μm的二十面体单晶金刚石。

干钻金刚石钻头及钻进系统开发探讨

在开展钻进施工时,应结合现场环境状态和各项基础要求强化干钻钻进系统在其中应用力度,并在干钻钻进系统支持下降低相应施工难度,这就可以避免钻进施工在实际开展过程中出现问题。同时还应保证干钻金刚石钻头与主要钻进系统的开发力度,保证相关系统运行效果和现实作用,满足工程项目钻进施工开展要求,彰显干钻金刚石钻头及其钻进系统的开发优势。

坚硬致密岩层用绳索取心钻头的研制与应用

为了克服绳索取心钻头钻进坚硬致密岩层出现的进尺缓慢、钻头寿命短的难题，着重从钻头胎体配方、金刚石参数、钻头水口等方面进行优化设计、试验并生产应用，使研制的绳索取心钻头（S77）具备良好的适应性，钻进坚硬-硬、中～弱研磨性岩层克服了“打滑”现象并延长了钻头的寿命，取得了一定的经济效益。

汽车玻璃磨边轮制造工艺研究

研究了CNC高速汽车玻璃生产线(坂东线)用汽车玻璃磨边轮的制造工艺。通过对胎体配方中CuSn预合金粉含量的调整以及金刚石浓度、粒度的优选,最终得出80%K1钴基预合金粉加10%~20%CuSn预合金粉的胎体配方搭配170/200粒度、45%浓度的金刚石制造出的磨边轮效率和寿命最佳的结论。该工艺制造的磨边轮产品加工效率高,寿命长,自锐性适中,性能达到了国内外同类产品的先进水平。