分层-环槽式热压金刚石钻头应用研究

多年来,热压金刚石钻头的工作层与金刚石都设计为均质型,整个孔底的环状岩石都由金刚石破碎,这不仅使得金刚石的含量较高,而且金刚石的利用率与钻进效率都受到影响。本文试验研究了一种分层-环槽式热压金刚石钻头,由含金刚石的工作层和不含金刚石的工作层组合而成,含金刚石工作层是破碎岩石的主体,而不含金刚石的工作层则利用钻头的径向与轴向振动,利用破碎穴效应,以机械方式破碎孔底岩石。这种钻头在钻进中能够提高钻头的稳定性,有效减少钻头的非正常磨损,提高金刚石的利用率和钻头的钻进效果。钻进实践表明,这是一种有发展和应用前景的新型钻头。

MgO/SiO_2摩尔比对金刚石砂轮用陶瓷结合剂性能的影响

研究了Na-B-Al-Si-O系陶瓷结合剂中MgO/SiO2摩尔比对其性能的影响。研究表明,随着MgO/SiO2摩尔比从0.09增加到0.35,结合剂的耐火度从800℃降低到725℃,热膨胀系数先减小后增大,但MgO的加入能有效控制结合剂热膨胀系数只在小范围内变化。制备的砂轮试样抗折强度最高值达到95MPa,利用所研究的结合剂制备的砂轮比市售砂轮使用寿命提高25%。研究结果证明:减少碱金属氧化物含量、增大碱土金属氧化物含量是获得低耐火度、低热膨胀系数结合剂的一种有效方法。

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。