C/SiC复合材料微孔的电镀金刚石钻头钻削加工

用金刚石基本颗粒尺寸分别为20~30,36~54和63~75μm,直径在0.280~0.440 mm范围的6种电镀金刚石钻头,钻削三维针刺毡基C/SiC复合材料微孔,测试6种钻头的最佳加工工艺参数,分析工艺参数及金刚石基本颗粒尺寸、钻头直径等对微孔加工质量、加工效率的影响。结果表明:在相同钻削速度条件下,进给速度越低时,加工的微孔质量越好;钻头电镀的金刚石磨粒基本颗粒尺寸越大,其钻削效率越高;在6种钻头中,直径为0.300 mm的基体上电镀63~75μm的磨粒,直径为0.200 mm的基体上电镀36~54μm的磨粒,能够获得更优的钻孔性能。

裂缝性储层PDC钻头随钻响应特征实验研究

裂缝性储层的裂缝预测难度大,研究裂缝性地层PDC钻头钻进响应特征对裂缝性储层随钻识别具有重要意义。文章利用水泥石材料制备的无裂缝水泥石试件、填充裂缝水泥石试件和张开裂缝水泥石试件开展了微PDC钻头钻进实验,监测不同裂缝类型的水泥石试件在钻进过程中的钻压、转速、扭矩、钻时等直接参数,通过计算机械比能、机械比能异常因子、机械比能波动因子和扭矩波动因子等衍生参数,揭示了不同裂缝类型的试件在PDC钻头钻进时的响应特征,构建了无缝、填充裂缝、张开裂缝在PDC钻头钻进时的特征图谱、评价指标体系和分类标准。并在渤中19-6气田进行了现场应用,与测井解释符合率达到了82%以上。该项研究成果为裂缝性储层的随钻识别诊断提供了实验依据。

高端印制电路板用硬质合金微型钻头技术发展趋势

印制电路板是电子系统中承载电子元器件并连接电路的桥梁,以硬质合金微型钻头为工具的机械钻孔是印制板微孔的主要加工方式。本文对精密微型钻头及其加工技术进行综述,总结出精密微型钻头正朝着新型化、微细化、高精度化和高性能化的发展趋势。同时对高端印制板用极小径微型钻头、大长径比微型钻头和涂层微型钻头的技术发展动态进行综述,指出其超细径、超大长径比和超润滑涂层的发展方向。

PDC钻井取心卡层方法探讨

针对PDC钻井取心卡层的难点,该文建议采用钻时横向比例放大、微钻时等方法,这些方法都是多年现场录井经验的总结和提升,他们是借助综合录井仪来实施的。文章结合实例,对上述方法的特点及应用效果进行了介绍,以数据对比的方式阐明了PDC钻头的特点及应用的趋势。

钎焊金刚石取孔钻加工实验研究

采用高温钎焊法制备了金刚石取孔钻,进行了对硅酸盐玻璃的钻孔实验。结果表明,加工150个孔之前,取孔钻磨损平稳,之后呈现剧烈磨损状态。钻孔效率随加工孔数增多而下降。通过扫描电镜(SEM)对取孔钻加工前后表面和被加工孔孔壁表面微观形貌进行观察,发现在失效时,取孔钻的唇面上的金刚石磨损严重,呈现金刚石的剧烈磨损、磨平和脱落现象。加工孔壁在加工的后期,表面质量由于工具的磨损而大大下降。

微钻头螺旋槽对称性对钻头折断的影响

在微孔钻削过程中,影响钻头寿命的因素很多:如微钻头自身的直径,微钻头钻芯厚度,微钻头材料及制造工艺,以及微钻头螺旋面等。集中研究微钻头螺旋槽对称性对钻头折断的影响,并在前人提出的钻头制造方法及钻削过程中钻头受力情况研究的基础上,分析了微孔钻削过程中,由于微钻头螺旋槽的制造误差,造成两主切削刃上的钻削力不平衡,导致微孔钻削过程中微钻头的折断。同时,提出了改善微孔钻削过程中微钻头折段的措施以及最适合制造微钻头的方法。

微小井眼水力加压器结构设计及钻压计算

微小井眼钻进过程中,连续管的直径小、刚度低,采用传统的钻铤施加钻压不能满足钻井需要,为此设计了一种用于88.9mm井眼的微小井眼水力加压器。综合考虑井下马达、水力加压器以下钻柱与井壁的摩擦力、水力加压器运动部件与缸体内壁的摩擦力等因素对井底钻压的影响,建立了水力加压器串联在井下马达上方时井底钻压计算模型,通过对模型的求解可以得到钻井液流量、喷嘴直径与钻压关系曲线,为水力加压器在微小井眼钻进中的应用提供了理论依据。

Sn含量对WC基金刚石钻头的性能影响研究

文章以WC-Cu-Co基金属结合剂为基础,研究Sn含量对结合剂性能的影响。对不同Sn含量配方的三点抗弯强度、磨损失重、硬度进行了测试,最后通过微钻实验验证实际钻进效果。研究结果表明:随着Sn含量的增加,胎体的三点抗弯强度τ0、磨损失重Δm值和硬度HRB均呈现出先上升然后逐渐下降的趋势,Sn含量为4%左右时,胎体具有最好的力学性能和最小的磨损失重。微钻实验进一步验证了Sn含量为4%的钻头配方具有较长的寿命和较高的效率。

抽吸式微取心PDC钻头的研究与应用

常规PDC钻头切削产生的粉状或片状岩屑颗粒不便于地质录井,对此提出了一种新型抽吸式微取心PDC钻头。该抽吸式微取心PDC钻头取消了常规PDC钻头心部的主切削齿,设置特殊的水力结构,使钻头心部在钻进过程中形成一定直径的竖直岩心并适时折断,通过负压抽吸作用将断的微岩心从钻头体内部流道带离井底。结合破岩仿真与液固两相流理论,研究了在岩心、岩屑与钻井液混合流动的流场中,射流喷嘴直径的大小对取心通道中抽吸效果的影响规律。数值模拟结果表明,对于拟定条件下钻头直径为215.9 mm的微取心PDC钻头,当射流喷嘴直径为8 mm时,从排心孔排出的岩心、岩屑和钻井液的质量较高,其负压腔的抽吸效果较好。室内及现场试验表明:采集的岩心以柱状为主,岩心完整性和采集率高;在磨溪111井位嘉陵江组二段3亚段至长兴组上部地层,获总进尺805.65 m,平均机械钻速为4.57 m/h,最高机械钻速可达7.4 m/h;该钻头在嘉陵江组二段3亚段至飞仙关组一段(总进尺742 m)的机械钻速比该区块同层位的其他常规PDC钻头高出了50%以上。

PCB微钻的三维精确建模

近年来随着电子信息产品往轻、薄、短、小化方向发展,PCB钻孔加工面临着越来越大的挑战,机械钻孔加工所使用的钻头往微型化发展趋势越加明显。为了缩短微钻产品的开发周期,FEM被广泛用于微钻的设计和分析上。本文严格遵照PCB微钻的实际生产流程,独创性地提出采用三维CAD软件和Virtualgrind相结合的方式,对微钻进行精确建模,以便于后续的有限元分析。

录井资料在钻头选型中的应用

通过开展利用录井资料进行钻头选型方面的研究,开辟一条钻头选型的新途径。文中通过现场实验和资料处理建立了录井参数与岩石可钻性关系模型,利用该模型结合新疆塔西南巴楚地区录井、地质、钻井资料进行钻头合理选型,得出该地区初步钻头选型结果,并在现场进行了初步应用,取得了较好的效果。

基于机器视觉与图像处理技术的微钻刃面质量检测

为了实现对微钻头质量的自动检测,利用机器视觉技术与图像处理技术对微钻头特征进行提取并判断。根据微钻头的特征设计的特殊光源为得到高质量的刃面图像提供了基础。简洁明了的图像处理算法则使刃面质量检测快速而高效,包括滤波、边缘提取、直线拟合等。实验表明:本系统正确率与效率都很高,完全能满足微钻头刃面质量检测的目的。

微型钻头端刃侧刃缺陷的全景式视觉检测技术

在微钻生产中采用机器视觉方法进行缺陷检测时,其难点在于一次拍摄就获得微钻侧刃的完整的、高分辨率的图像.当采用高倍率光学镜头时,又产生视野与检测范围的矛盾.为解决该矛盾,本文创造性地设计了一套内锥镜面反射成像装置,既可获得微钻端刃的清晰图像,又可获得整个微钻侧刃的清晰图像,使得微钻缺陷的全自动视觉检测成为可能.试验结果表明,本文研发的微钻全景式视觉检测系统,能够满足微钻生产中的自动化检测需求.

印制板用微型钻头及微孔钻削进展

尽管激光钻孔在印制板(PCB)钻孔中应用得越来越广,但是利用微型钻头在机械钻机上进行的机械钻孔仍然是最重要的PCB钻孔方式。顺应PCB微孔的发展趋势,微型钻头直径越来越小,新型钻头结构不断出现,微钻头性能不断提高,微钻头涂层技术逐步成熟,微孔钻削的研究不断深入,推动着PCB技术的发展。本文即对微钻头及微孔钻削的进展进行总结,对微钻头和微孔钻削的趋势进行展望。

高厚径比微型钻头开发

随着印制板技术的发展,高厚径比孔的需求越来越大,常规槽长的微钻无法用于该类印制板的钻孔,亟需开发高性能的特殊槽长微钻,为高厚径比孔的加工提供解决方案。论文首先给出了高厚径比微钻的开发背景以及高厚径比微钻开发的关键问题。然后阐述了高厚径比条件下如何优化微钻设计来保障包括微钻的抗断钻、孔位精度和孔壁粗糙度在内的综合性能。最后给出了直径0.3mm、槽长直径比为24的微型钻头开发实例,并且通过试验进行了验证,结合钻孔试验介绍了高厚径比孔钻削的关键技术。

基于可靠性分析的PCB用微钻寿命优化浅析

浅析了运用可靠性分析对PCB用微钻寿命优化过程中的几个关键技术问题,以使PCB数控钻孔工序的成本最小化。在给出了微钻寿命优化框架的基础上,详细阐述了PCB钻孔不同质量控制参数对应的微钻可靠性分布规律和微钻寿命优化数学模型,指出了基于可靠性分析的PCB用微钻寿命优化的研发方向。

极细微钻开发的几个关键问题

伴随着电子信息技术的快速发展,印制板中HDI板、FPC板以及IC载板的比重不断增加,导通孔孔径越来越小,亟需高性能极细微钻的开发。论文首先分析了印制板微孔发展趋势,然后对极细微钻的材质特性和磨损失效机制进行了研究。重点讨论了极细微钻的关键参数包括螺旋角、第一后角和顶角的设计原则,介绍了极细微钻辅助设计的CAE法以及高速钻削的温度监测和影像监测方法,为极细微钻的优化设计提供指导。论述了极细微钻的涂层技术,对涂层微钻和普通微钻的钻孔能力进行了对比。最后给出了直径0.105mm微钻的开发实例,通过试验对其钻削性能进行了验证。

PCB微钻有限元分析的几个关键问题

随着印制板和封装技术的快速发展,印制板钻孔面临越来越大的挑战。钻孔质量受钻机、钻头、钻削参数和印制板材的影响,文章对微钻有限元分析的几个关键问题进行探讨,以提高微钻设计水平。首先评述了微钻有限元分析的研究现状,然后讨论了微钻三维模型的建模方法,最后对微钻设计中的几个重要参数对微钻性能的影响进行了重点分析。文章的主要创新点包括:(1)提出了通过CAD方法建立微钻三维模型的方法,保证了有限元分析的精度;(2)分析了微钻参数对微钻性能的影响,该结果可以指导实际的微钻设计。

数控外圆磨床加工硬质合金微钻精磨方法探讨

进行了微细硬质合金钻头精磨加工工艺研究,包括金刚石砂轮优化、数控外圆磨床程序优化、数控外圆磨床各相关速度优化。采用优化的工艺,解决了长径比大、小直径0.10 mm及以下直径的微钻精磨问题,提高了精磨的圆度、直线度。为微细钻头的后续开槽和磨尖加工及保证微钻的使用性能打下坚实的基础。

CPCA标准《印制板用硬质合金钻头通用规范》(修订版)简介

印制板的数控钻孔是印制板制程的重要环节,而硬质合金微型钻头则是决定钻孔性能和效率的关键因素。随着新型印制板材不断出现,对硬质合金钻头的要求也越来越高。本文简要介绍了CPCA 4404A-2016《印制板用硬质合金钻头通用规范》及意义。