热压高磷铁基胎体性能及其金刚石钻头研究

针对在硬而致密岩石中钻进时效低和钻头使用寿命短以及传统金刚石钻头胎体材料价格高等众多难题,采用混料回归试验设计方法,进行了替代碳化钨基金刚石钻头胎体材料的新型铁基胎体配方的试验研究;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。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与优化组合,研究出热压高磷铁基孕镶金刚石钻头的胎体材料,并试制出金刚石钻头。在室内对可钻性Ⅸ级岩石进行钻进的试验表明:钻进时效平均达到1.91 m,钻头平均工作寿命达到60.26 m。试验结果表明,高磷铁基胎体是一种性能良好的金刚石钻头胎体材料,且该类型胎体的热压金刚石钻头是一种成本明显降低、具有广谱性能的金刚石钻头。

高磷-硼铁基胎体性能研究及应用

本文试验研究了高磷-硼铁基胎体材料的性能,采用混料回归试验设计方法,对试验结果进行了回归分析和非线性规划求解,得到了胎体硬度及耐磨性与胎体成分及其含量之间的回归模型,并得出优化配方。试验结果表明:随着磷-硼铁合金粉含量的增加,胎体的硬脆性相应有了提高,镍与钴金属对胎体硬度与耐磨性有明显影响,而增加663铜合金粉含量时硬度有降低趋势。这些规律为依据不同岩石设计钻头配方奠定了良好的基础。同时,针对可钻性9级岩石,采用试验研究的4号配方试制了钻头,并进行了生产性钻进试验,获得了钻进时效1.80 m/h、钻头寿命60.65 m/个的良好效果。