PDC钻头环缝焊接工装卡具的设计及研制

以减速机、三爪卡盘、车床手柄和滑道小推车为主要部件,设计与研制了应用于PDC钻头环缝焊接的小型专用工装卡具。应用新的工装卡具,单层焊缝一次成形,无接缝,提高了环缝焊接质量。极大地减轻了工人的劳动强度,提高了生产效率。     

刮刀式PDC钻头布齿方法探讨

在讨论刮刀式PDC钻头布齿设计特点的基础上,针对在实际使用过程中锥顶部出现的偏磨问题,提出了新的刮刀式PDC钻头局部最大密度布齿的方法.通过调整布齿间距强化磨损严重部分,同时确保刮刀式PDC钻头切削齿的整体切削性能,延长钻头使用寿命,具有较强的可操作性, 为PDC钻头的布齿设计提供了一定的指导和借鉴.     

刮刀型PDC钻头在煤矿瓦斯抽采钻孔中的应用

为解决煤矿瓦斯抽采钻孔粉砂岩、细砂岩层段三翼内凹PDC钻头钻进效率低、钻头寿命短的问题,对PDC钻头进行了选型并优化设计,通过选用刮刀型PDC钻头,并采用等切削的方法进行钻头布齿,并配套以一定的钻进工艺,在同种地层中取得了较好的钻进效果,解决了钻进效率低、钻头寿命短的问题。     

PDC钻头自动感应焊接装置的研究

根据目前PDC钻头生产存在的问题，研究了单工位、双工位及八工位PDC钻头自动感应焊接装置，介绍了方案设计及试验情况。     

槽形反循环PDC刮刀钻头设计与应用

针对常规反循环钻头在表层井作业施工中存在的工具面不稳定、机械钻速低、钻头使用寿命短等问题,设计了一种新型的槽型反循环PDC刮刀钻头。该钻头采用阶梯式槽型刀翼形状,对切削齿参数进行了优化设计,提高了钻头的稳定性能和机械钻速,延长了钻头的使用寿命。现场试验表明,与常规反循环钻头相比,槽型反循环PDC刮刀钻头的平均机械钻速和钻头进尺有了大幅提高,这能为钻井公司节省大量的作业成本,具有较高的推广价值。     

在复杂地层钻进物探震源孔系列钻头的研制与应用

在密山一带打物探震源孔 ,钻遇地层为胶泥、沙土、风化岩、青石板及河流石等。为此研制了一系列新式钻头 ,包括 98mm二翼刮刀钻头、 98mm三牙轮钻头、 98mm刮刀式PDC钻头及 1 1 8mm砾石流沙炮眼防卡钻头 ,前 2种钻头现场共应用 930口井 ,创造了极好的经济效益和社会效益。     

基于数值模拟的PDC钻头多因素综合优化分析

提出一种PDC钻头多因素综合优化分析方法,运用有限元及计算流体动力学(CFD)数值模拟方法对PDC钻头的固有特性、应力特性及温度场特性三方面进行多因素综合数值模拟优化分析,基于分析结果,对钻头刀片的焊接位置和角度、刀片的尺寸、保径条的焊接位置、冷却流道的分布与角度以及排渣槽的尺寸进行优化。通过现场试验对比,优化后的PDC钻头的使用寿命较之前提高了约50%,优化效果明显。     

PDC钻头焊前焊后处理工艺的试验研究

PDC钻头焊前脱水方式、焊后炉中冷却初温与冷却时间等工艺参数的合理选择是提高PDC钻头焊接强度的基础。通过室内正交实验，研究了上述工艺参数与PDC焊接面抗剪切强度的关系，确定了各工艺参数的优化值。     

大直径定向长钻孔用PDC钻头设计与应用

针对煤矿井下中硬地层钻进中采用的常规单齿式PDC定向钻头和常规型扩孔钻头钻进寿命短,效率低,以及常规扩孔钻头在扩孔钻进中难以沿原孔轨迹钻进的缺陷,结合大直径定向长钻孔对三种钻头的需求,研制了两种新型PDC钻头,其中新型PDC定向钻头采用刮刀型平底结构并优化布齿,增加了切削齿数量,扩孔钻头采用圆弧形剖面,并沿切削剖面布齿,增大了切削自由面。针对两种钻头进行了现场应用,现场应用证明,新型PDC定向钻头受控性好,钻进稳定,在中硬地层钻进效率和寿命显著提高,是普通单齿式钻头的2倍,新型扩孔钻头能够沿先导孔轨迹扩孔钻进,钻头寿命是普通扩孔钻头的3倍以上。     

煤矿井下用聚晶金刚石复合片钻头的钎焊应力分析

为了进一步提高煤矿井下用聚晶金刚石复合片(PDC)钻头的钎焊强度,运用有限元方法对PDC钻头45钢接头的钎焊残余应力分布进行了数值模拟,分析了钎缝厚度和形状对残余应力的影响,设计并分析了不等间距接头的残余应力。对优化钎焊工艺,提高PDC钻头的钎焊质量具有指导意义。     

研究钻头水力学的试验台

为研究刮刀钻头、特别是加入聚晶金刚石压块(PDC)切削具钻头的水力学而研制的小型试验台已经在国立桑狄亚实验室开始工作(见附图)。     

用VB实现PDC钻头高频感应焊接温度监控系统设计

介绍了PDC钻头高频感应焊接的控制系统原理,并利用VB6.0中的MSComm通信控件实现了FP93温控仪与计算机间的数据通信,完成了焊接温度的自动监控。这对于提高焊接质量及改善劳动条件具有积极的意义。     

基于电液微钻试验台的聚晶金刚石复合片性能分析

利用电液微钻试验台对复合片性能进行评价,将复合片焊接于微钻头基体上,通过模拟真实的钻头钻进环境,利用钻头钻进时效参数来评价复合片的综合性能。对10种不同性能PDC进行了测试,测试表明:O_2综合性能最佳,与常规性能测试的O_1为最佳PDC有所出入,电液微钻试验台的实测可以为钻头的PDC选型提供参考。     

PDC钻头实践应用分析与探索

PDC钻头具有提高钻井速度、减少起下钻次数、避免掉牙轮等复杂事故的优点,目前在川西、川东北的针对性地层得到了普遍应用。然而,在实际运用中,仍然存在很多问题,如PDC钻头牙齿磨损、钻头环磨、喷嘴堵塞、掉齿—断齿、复合片脱层、牙齿碎裂、钻头出芯、钻头泥包等,在一定程度上制约了机械钻速的提高。通过对PDC钻头在川西、川东北实践应用过程的优点、存在的问题进行综合分析,并从钻头结构、钻井参数、钻井液性能、使用钻头辅助工具、施工操作等技术措施提出改善PDC钻头使用的建议。     

三翼内凹式PDC复合片钻头加工工艺技术研究

以三翼内凹式PDC复合片钻头为例,研究出一整套加工PDC复合片钻头的工艺路线,试验结果表明,采用该工艺路线加工的PDC复合片钻头焊接强度高、耐磨性强、抗冲击性好,在完成复杂深孔钻孔后,没有出现掉齿或崩刃现象,极大地提高了钻进效率,降低了钻头制造成本。     

BHF-250不锈钢环缝焊接机床的研制

BHF-250不锈钢环缝焊接机床是为焊接环形不锈钢薄板而设计的.该机床采用弹性自动定心夹具,保证了上、下两半工件自动对中,直径一致;采用铜制的夹具,解决了焊接封闭环缝的热变形问题,提高了产品的合格率和生产效率;采用可更换的弹性夹具,可以焊接各种直径的工件;选用无级变速电机可达到所要求的焊接速度.     

TorkBuster扭力冲击器+PDC钻头应用分析

TorkBuster扭力冲击器是一种纯机械动力工具,应用表明,TorkBuster扭力冲击器配合PDC钻头一起使用提高机械钻速效果显著。新疆油田引进扭力冲击器配合PDC钻头在环玛湖探区使用,现场应用发现该工具在部分井区应用尚未达到预期提速效果,机械钻速较低。分析TorkBuster扭力冲击器在环玛湖探区实际应用情况发现TorkBuster扭力冲击器+PDC钻头钻速受钻头泥包问题、钻头崩齿问题、钻井液体系问题等因素影响较大。通过有针对性的改进钻井措施,有效地提高了TorkBuster扭力冲击器+PDC钻头钻速。现场应用的9口井中,平均机械钻速提高到7.05 m/h,较改进措施前提高156.65%,平均每口井钻井周期节约9.68 d,达到了预期提速的要求。     

PDC复合片钻头银钎焊质量控制方法研究

以PDC复合片钻头银钎焊为例,研究出一整套完整的质量控制方法,通过试验表明,采用本质量控制方法加工的PDC复合片钻头焊接强度高、耐磨性强、抗冲击性好,在完成复杂深孔钻孔后,没有出现掉齿或崩刃现象,提高了钻进效率,降低了钻进成本。     

地质PDC取心钻头切削载荷有限元分析

通过建立钻头切削岩石的力学模型,对PDC取心钻头切削齿受力进行了分析,并对钻头切削齿切削岩石受力进行了有限元分析,得出PDC钻头在载荷下的应力应变分布,为地质PDC取心钻头的优化设计和合理使用提供了理论依据。     

BHF—250不锈钢环缝焊接机床的研制

BHF－250不锈钢环缝焊接机床是为焊接环形不锈钢薄板而设计的，该机床采用弹性自动定心夹具，保证了上，下两半工件自动对中，直径一致；采用铜制的夹具，解决了焊接封闭环缝的热变形问题；提高了产品的合格率和生产效率；采用可更换的弹性夹具，可以焊接各种直径的工件，选用无级变速电机可达到所要求的焊接速度。