深部钻进用新型复合片钻头的试验研究

在地质钻探和石油天然气钻井中,尤其是在深部钻进中复合片钻头得到了广泛的应用,取得了很好的技术经济效果。但是,常常发生复合片非正常磨损甚至损坏的情况,影响了其推广使用。俄罗斯钻探工作者在对其进行深入研究的基础上,提出了使用新一代楔形复合片和圆锥弧形复合片组合,设计出新型结构减振复合片钻头,取得了一定的进展,技术经济效果良好。     

钻探用复合片抗动载性能的测试方法

对国内外现有的钻探用复合片抗动载性能的4种检测方法进行了分析、评价。分析了钻探用复合片的受力情况，提出了其较为合理的抗动载性能的测试方法——冲击疲劳强度法。并为复合片抗动载性能测定仪的研制提出了可参考的依据。     

深部地热钻探中硬塑性泥岩地层钻头应用研究

深部地热钻探中,通常会钻遇硬塑性泥岩,严重影响钻探施工效率。以雄安新区深部地热钻探工程实例为基础,深入分析硬塑性泥岩机械钻速低的原因,研究制定钻头的优化改进方案。实践应用证明：针对地层岩性特征设计的个性化PDC钻头配合螺杆钻具,可以有效提高硬塑性泥岩地层机械钻速;使用三棱形非平面复合片和三角形复合片等异形复合片可以有效提高PDC钻头的抗冲击能力、提高钻头在含砾石地层的使用寿命,同时也可以提高硬塑性泥岩地层机械钻速。探索出了一套适宜于深部地热钻探中硬塑性泥岩地层钻进的钻头应用方案。     

关于钻探工程全面提速问题的探讨

综述了钻探工程全面提速所涉及的几方面研究内容,重点论述复合片钻头在硬岩钻进中损坏的原因并探讨提高钻探硬岩钻探效率的途径.     

一种适用于煤田地层钻探的超硬复合片的研制

配制了一种适用于煤田地层钻探的超硬复合片,分析其配制机理,并对其进行了性能测试,结果表明,该超硬复合片硬度相当于硬质合金,而高于金刚石;耐磨性能相当于金刚石,而远高于硬质合金;成本低于金刚石.     

人造金刚石在中国地质钻探中的应用

人造金刚石于７０年代开始在我国地质钻探中推广应用。除人造金刚石单晶外，还采用了聚晶、复合片以及其它烧结体或镶嵌体。从钻头制造到钻探设备、工具、仪器以及钻探工艺等一系列科研成果用于生产，并进行了多项相关理论的研究。建立了钻探设备和工具两个质检中心。所有这些大大地推动了我国钻探工程的技术进步。     

金刚石复合石油片钻头在煤田普查中的应用

中宝矿产资源开发有限公司为提高钻探速度,试验使用了金刚石复合石油片(以下简称PDC石油片)钻头。在宝鸡黄陇煤田复杂地层深井钻进的使用结果表明,PDC石油片钻头可大幅度提高机械钻速,缩短钻探周期,降低钻井成本。通过大量的现场试验,扩大了PDC石油片钻头在中宝公司工地的使用范围,并取得了很好的效果,初步形成了PDC钻头推广应用区域模式。     

奇偶齿鱼脊式聚晶钻头的设计及在油页岩地层的钻进效果

在壳牌石油公司油页岩资源项目钻探施工中，针对复合片钻头产生滑槽式的研磨回转而出现憋泵、糊钻、烧钻、进尺慢等问题，研制了奇偶齿鱼脊式聚晶钻头，并设计了合理的水路系统，与复合片钻头相比钻进效率成倍提高。     

江西清江岩盐矿区戈南1井钻探施工技术

针对江西清江岩盐矿区的具体地质条件,采取饱和卤水泥浆、PDC复合片钻头及合理的钻具配置等技术措施,取得了较好的钻探效果.     

积极发展人造超硬材料把我国的金刚石钻进推向一个新阶段

我国的金刚石钻进起步较晚，但发展很快。自1963年研制成功单晶人造金刚石以来，品种不断增加，质量不断提高。后来开始研究聚晶人造金刚石，70年代初用于钻探生产。70年代开始研究复合材料，聚晶型复合片现在也已开始用于生产。在钻头制造上，60年代开始采用冷压浸渍法制造人造金刚石孕镶钻头，在此基础上研究热压浸渍法，取得较快进展。此后相继研究与使用敲击浸渍法、低温电镀法和镶片法，从而保证了钻探生产需要的各种金刚石钻头。钻探生产效率不断提高，金刚石钻探工作量逐年增大。自1966年至1984年用金刚石钻探勘探了30多个矿种，累计钻     

热压烧结金刚石钻头工程勘探钻进时效的试验研究

采用热压烧结方法制备5种不同胎体硬度和唇面形状的金刚石钻头,试验于工程勘探中,与常用的电镀金刚石钻头比较,分析其钻进时效情况。结果表明：通过优化设计,热压烧结钻头同样适用于工程勘探领域,其钻进时效与现行电镀钻头的钻进时效相当,甚至更高;对于微风化灰岩地层,热压烧结钻头的胎体硬度越低,其钻进时效越高,胎体硬度越高,其钻进时效越低;异形齿设计比平齿设计的热压烧结钻头的唇面更易出刃,其钻进时效较高。     

电镀镍锰胎体金刚石钻头的应用

对电镀镍锰胎体金刚石钻头和镍钴胎体钻头的使用情况进行了对比。实践证明，镍锰胎体钻头特别适用于钻进坚硬破碎、强研磨性地层和软硬交替的地层。     

仿生孕镶金刚石钻头在漠河冻土区天然气水合物勘探钻进中的应用

仿生孕镶金刚石钻头具有高效、耐磨的特点,符合漠河天然气水合物勘探的要求及漠河钻探施工现场的条件。介绍了符合漠河地层特点的仿生孕镶金刚石钻头的设计与制造。同时对效果不理想的钻头的钻进情况进行了分析,提出了评价钻头性能时需要综合分析,从而客观、真实地反映钻头的实际钻进能力。漠河天然气水合物MK-2科学钻探试验井的钻进结果表明,仿生孕镶金刚石钻头的寿命比普通孕镶金刚石钻头长73%,钻速比普通孕镶金刚石钻头高22%。     

孕镶金刚石钻头设计与制造新技术回顾与展望

高性能孕镶金刚石钻头的研制是钻探工程尤其是深部坚硬地层提高钻探效率、降低钻探成本的关键手段之一。本文从钻头胎体、结构和制造工艺三方面综述了孕镶金刚石钻头设计与制造的新技术,针对钻头胎体设计,介绍了胎体对金刚石把持力的调控研究,特别是胎体强化和胎体弱化这两大方向,并阐述了胎体自润滑钻头的设计机理;从唇面结构和水路系统的设计等方面论述了孕镶金刚石钻头结构设计的新思路;讨论了典型孕镶金刚石钻头设计技术,分析了钻头制造工艺现存的问题,并认为未来采用3D打印制造复杂结构孕镶金刚石钻头具有广阔的应用前景。对及时了解和掌握国内外孕镶金刚石钻头设计与制造技术和理论的最新进展,加快高性能孕镶金刚石钻头的研发具有重要意义。     

超声波在电镀金刚石钻头工艺中的应用与研究

在常规电镀液中引入超声波技术,通过超声波电镀金刚石钻头与普通电镀金刚石钻头在制造周期、镀层表面形貌、镀层显微硬度及综合钻进性能的对比表明:超声波电镀金刚石钻头的制造周期缩短近50%、镀层的显微硬度提高近100%;同时,超声波电镀金刚石钻头的综合钻进性能也增强了近25%,产品有巨大的市场价值和良好的应用前景。     

砂卵石层孕镶金刚石钻头设计与制造的思考

在钻探生产中经常遇到砂卵石层中石英含量高，坚硬，研磨性强，形状各异，大小不一，钢粒钻井和硬质合金钻进都不适用钻进砂卵石层；普通金刚石钻头钻进中窜动厉害，对钻头胎体冲击大，钻头磨损特别快，寿命低，而且容易掉块，给钻井带来麻烦，使钻进成本上升。针对砂卵石地层特点，提出研制适用于砂卵石层金刚石钻头的设计与制造思路。     

高品质油田钻探用金刚石复合片(PDC)的研制

采用生长法工艺,通过选择适当的金刚石粒度、合理的组装方式和合成工艺参数以及独特的界面形状设计,在高温超高压条件下合成出了高品质的油田钻探用PDC。并介绍了样品的性能检测结果及制成钻头后在油田的试用情况。对样品进行扫描电镜观察,表明PDC金刚石层存在广泛的金刚石颗粒之间的交互生长,这是生长法合成的PDC的结构特征之一。其高品质通过性能测试和实地钻井试验得到了验证。     

坚硬岩层钻进工艺在兖州矿区施工中的应用

本文介绍了在兖州矿区坚硬岩层中的钻探施工技术,简要总结了针对兖州矿区坚硬岩层中的钻探施工方法,从而给出了相对最优的在矿区坚硬岩层中的钻头选择、钻进压力、钻具组合等参数以及针对硬岩层进行不同的金刚石钻头选择,取得了较好的效果。     

高胎体金刚石钻头设计制造中的几个关键技术

为满足深部钻探需求,市场上出现了多种高胎体金刚石钻头。在野外钻进中,与普通金刚石钻头相比,高胎体金刚石钻头的使用寿命虽有提高,但并没有取得预期的理想效果。通过分析国内外几种高胎体金刚石钻头的优缺点,找出了影响高胎体钻头寿命的关键技术,并对这几点关键技术作了进一步的分析与研究。     

两级磨料新型孕镶金刚石钻头

研制出一种两级磨料新型孕镶金刚石钻头，该种钻头解决了时效与寿命不能同步提高这一长期困扰钻头研制者的难题。现场应用证实了这种新型钻头的优越性，钻头综合指标较一般钻头提高１７９％。