硬岩深孔大口径取芯钻进的钻头研究

介绍了硬岩深孔钻进中热压金刚石钻头的设计方法与研制技术,重点就钻头胎体的设计研究方法进行了较全面的分析与阐述,对钻头的结构设计作了深入的研究与探讨,为读者研究金刚石钻头提供了思路与方法。论文以科钻一井为例,在分析岩石性质与钻进条件的前提下,对硬岩、深孔、大口径取芯金刚石钻头的设计作了具体的论述,钻头的保径措施和工作层结构采用了全新的设计方案;热压工艺完全不同于普通钻头的传统烧结规程,钻头质量在科钻一井使用的各类钻头中取得了平均时效（1．12m／h）和平均寿命（28．85m／个）最好的效果。钻进事实表明,胎体的设计研究方法是一种先进的具有普遍意义的方法;钻头的结构设计和保径措施．同样具有创新性和实用价值．     

薄壁金刚石钻头的研制和在电熔锆刚玉耐火材料中的应用

电熔锆刚玉砖具有高硬度、耐高温、耐磨损、抗腐蚀等特点,因而成为玻璃熔窑的关键筑炉材料。文章通过复合电镀方法研制和生产薄壁金刚石钻头。在研制过程中,对金刚石钻头的胎体配方进行了优化,确定了电镀工艺参数,分析了金刚石参数等对钻进过程的影响,采用混目金刚石扩大了钻头的适用范围,提高了钻头的自锐性。研制的电镀薄壁金刚石钻头用于钻进锆刚玉砖耐火材料,其平均使用寿命达到6m,钻进时效为1.5m。使用结果表明:胎体配方、工艺流程和电镀参数是合理的,电镀金刚石薄壁钻头是最适合钻进电熔锆刚玉砖的金刚石工具,加工后的锆刚玉砖具有精确的几何形状和高光洁度的表面。     

PDC钻头数控加工工艺开发应用探讨

石油天然气开采过程中经常会遇到一些岩石的阻碍,我们需要利用多种工具将岩石破开,运用最多的破岩工具是PDC钻头,其进尺量占到了总进尺量的六成以上;PDC钻头的工作性能会对钻井质量、钻井进度和钻井成本产生直接影响,而它高强度、高韧性的特点保证了流道面积大的性能,为生产节约了较大的成本,所以人们对PDC钻头的需求也越来越大。但是,我国的PDC钻头加工技术起步较晚,在使用和研发方面缺乏足够的经验,很难保证PDC钻头的质量和使用寿命。文章通过PDC钻头的分类、特点、发展过程和加工工艺等方面对PDC数控加工工艺开发应用展开了讨论。     

打滑地层金刚石钻头制造工艺研究

分析了打滑地层打滑的原因;研究了采用弱包镶钻头钻进打滑地层的防滑机理、金刚石钻头胎体分层设计在破碎硬岩时胎体磨损状态。应用研究表明：采用了胎体分层设计的弱包镶金刚石新型钻头,在打滑地层钻进时,钻进效率良好,钻头寿命也得到明显提高。     

一种卵石层钻进用金刚石钻头的研制与试验

文章通过分析金刚石钻头钻进卵石层的特点及钻头破坏形式,采用三明治钻齿提高胎体内外层耐磨性,加入辅助磨料、采用球磨工艺提高胎体本身的耐磨性,钻头钢体表面硬化提高钢体寿命等相关技术,使金刚石钻头能正常消耗完工作层,从而使金刚石钻头的寿命和时效有较大幅度的提高,试验钻头与工地上正在使用的烧结金刚石钻头相比较,最高寿命提高1.5倍,最低寿命提高1.14倍,钻进时效平均提高33%,钻进寿命平均提高1.5倍。     

金刚石复合齿潜孔钻头的研究与应用

随着采矿工业深部开采量加大,坚硬磨蚀性矿岩增多,对潜孔钻头的寿命和工作效率提出了更高的要求。文章提供了一种新型聚晶金刚石潜孔钻头,实验表明,聚晶金刚石潜孔钻头与传统硬质合金潜孔钻头相比,可大大提升钻头寿命,提高钻头的工作效率,降低消耗,是钻进中硬岩层的理想钻头。     

影响岩心形成过程的因素

不同因素对岩心形成过程的影响归根结底,取出有代表性的岩矿样品是地质钻探的主要目的.岩矿样品不仅可以给出有关地质构造、矿体形状、规模的资料,而且还有助于对开采的地质技术条件作出评价.因此显而易见,钻探过程中得到的岩心样品的质量和数量有非常大的意义.然而有一系列因素都对岩心的采取有很大影响.岩心的形成过程是在复杂的碎岩工具-岩石系统中,在此系统的状况呈动态变化的条件下进行.确定上述因素的影响是研究岩心形成过程的最重要任务.在文献中总共提到了50多个不同因素,在某种程度上都对岩心的形     

钟罩炉氢气保护热压烧结金刚石薄壁钻头研究

在钟罩炉中利用氢气保护进行热压烧结的工艺方法,对金刚石薄壁钻头进行了有效地试验表明:与高频焊接工艺相比,刀头与钻头钢体的连接强度明显增大,钻进速度显著提高,使用寿命有所延长;与电阻整体热压工艺相比,生产效率大大提高,生产成本显著降低,取得了较好的技术经济效益。     

关于不取心金刚石聚晶钻头工作模式的研究

目前,国外在生产实际中广泛使用PDC型金刚石聚晶钻头。这种类型的钻头有很高的技术经济指标,尤其在非研磨性和研磨性低的软、中硬岩石中钻进时,由于和牙轮钻头相比,这种钻头的成本非常高,所以必须选择最佳的规程参数,以减少花费。为了达到全优化,就须考虑影响钻头工作的一系列因素。在钻进过程中,这些因素一般分为可控参数和不可控参数。根据进行的大量实验和工业性研究来选择不可控参数。而可控的钻进规程参数指的是钻头轴向载荷P,钻头转数n、钻探泵的排量Q和冲     

金刚石钻头的选择和合理使用方法

金刚石钻头的选择建议按下列次序选择金刚石钻头: 1.按岩石物理力学性质进行初选; 2.对所选钻头进行试验钻进; 3.对试验使用结果进行评价。按表6初选金刚石钻头应该注意的是,岩石硬度决定所用金刚石的粒度、金刚石质量、钻头上所用金刚石的总数量、胎体硬度。胎体厚度、金刚石质量、金刚石出刃量均与岩石裂隙性有关。     

水力振荡钻井提速技术在渤海油田中的应用

水力振荡器可以通过水力的作用产生沿钻具组合或者钻杆轴线方向上的振动,利用振动将静摩擦转变为动摩擦,减小钻进过程中的摩阻,降低粘卡的可能性,改善钻压传递效果,提高滑动段机械钻速,从而进一步提高破岩效率。文章分析了水力振荡器的结构组成、工作原理,并结合渤海油田实际的地层特征、钻进过程中的难点分析以及在渤海油田中的应用,结果表明,水力振荡器的应用,能够解决钻进过程中出现的托压、粘附卡钻等问题,提高机械钻速,缩短钻井周期,且不会加重钻头磨损。     

高海拔矿区用金刚石钻头的研制与应用效果

根据高海拔矿区的施工特点和岩层情况,有针对性地研制专用的金刚石钻头和采用新的钻进工艺方法,克服了高寒矿区的各种影响因素,使国产金刚石钻头在高海拔矿区的施工中,取得比较好的效果。     

广西田东金矿区金刚石钻头选型及钻进参数优化分析

综述了在复杂地层钻进中对金刚石钻头的选型、钻进参数的优化、钻井冲洗液的选用以及各种钻头在不同地层中钻进效率的对比,提出了金刚石钻头使用的技术要求。     

PDC钻头在复杂盐层中的应用

长期以来,在打盐井水平对接时,以往在穿越盐层时,都是用的牙轮钻头,一些地区的盐层沉积较为纯,盐层的可钻性就较强,钻头的使用时间一般在100~30小时左右。一些地区的盐层沉积含杂质较多,盐层的可钻性就较弱,特别是含膏质或泥质多的盐层,在穿越这种盐层时,钻时很慢,易出现掉牙轮的井下事故,对牙轮钻头数量上消耗增大,而且延误工期时间,大大的提高了施工成本及施工风险。在水平钻进过程中加压牙轮钻头相比PDC钻头时不容易出现蹩泵的现象发生,工具面稳定,而且更容易控制井眼轨迹,钻进中的造斜率相对稳定。     

井下螺杆增压装置在提高钻井速度中的应用

利用螺杆钻具动力推动的井下螺杆增压装置,是通过螺旋斜面式换向工具,不断把螺杆钻具的旋转运动转化成往复的柱塞泵运动,使一部分钻井液压增长到100MPa以上,通过超高压双流道PDC钻头的喷嘴喷出,实现高压水射流破岩、提高钻头的破岩效率。该装置在胜利油田东营组地层配合12.2"钻头,现场试验一口井,试验井深2048-2282m,工具在井下正常工作60h以上,机械钻速同比提高63.8%。井下增压装置结构合理、工作寿命长、提速效果明显,该技术的试验成功对于硬地层、复杂地层的提高钻井速度、缩短建井周期提供了一条有效途径。     

新勘探法完成创记录的钻进

采用JKS-Boyles B-20特大型液压钻机所进行的反循环取心钻进技术,可以缩短循环钻进过程中的停机时间.并为英国东北煤矿制定计划提供精确的资料.此种钻机不仅能通过先进的钻杆进行输送,而且具有快速操作的优点,实际上,钻机的工作性能也远远优于其它钻机,并已钻成598m的水平机,这是英国煤矿采用水平取心方法所钻的最深的勘探孔.由于最初采用较常规钻探方法未获成功,英国东北煤矿发展了反循环取心钻进技术,此技术采用不带岩心管的绳索取心钻杆,将水泵人钻杆外侧.冲洗钻头,并通过钻杆内孔将岩心从孔中     

夹层式结构在金刚石钻头上的应用

采用冷压成型夹层和加灰(过渡层)热压烧结法制备了一种夹层结构金刚石钻头。经与普通金刚石钻头进行对比试验发现,夹层结构钻头速度和使用寿命比普通钻头有了明显的提高,其原因是由于钻头工作时岩脊的体积破碎作用。这样初步找到了一种既能提高金刚石钻头钻进速度,又能增加金刚石钻头寿命的制造方法。     

金刚石钻头

最近克里斯坦森(Christensen)矿业产品研究部试验了多种具有新胎体的金刚石制品即Gold钻头。试验是在美国各种不同的地质条件下进行的:纽约州北部的角砾岩、田纳西州的石炭岩、蒙塔纳南部的细粒花岗岩、内华达州中部的石英岩以及阿拉斯加州的带块状石英脉的片麻岩。这些试验表明在硬岩中钻进效率提高15—20％。     

保温时间对Fe基金刚石钻头性能影响的研究

在热压烧结法制造金刚石钻头的过程中,胎体配方和烧结工艺是直接决定金刚石钻头性能的两个关键因素。为了提高钻头的钻进效果并降低钻头成本,采用高铬铁合金粉和镍铁合金粉替代WC粉作为金刚石钻头的胎体配方材料。热压金刚石钻头的烧结参数主要包括烧结温度、保温时间、烧结压力和加压方式,其中保温时间的长短直接关系热压金刚石钻头的性能。文章主要讨论保温时间对Fe基金刚石钻头性能的影响。选用新的Fe基配方,以保温时间为变量,其余参数保持不变,装料并烧结一组此参数下的样品。通过对这些样品的弯曲、拉伸、压缩、硬度等力学性能测试以及断口扫描电镜分析,最终得出此配方下的最优保温时间。     

国内金刚石工程薄壁钻台架对比钻进实验研究

使用寿命长短以及钻切效率高低是衡量金刚石工程薄壁钻的使用性能优劣的重要指标。采用新工艺制备的金刚石工程薄壁钻与传统热压工艺生产的国内某著名厂家产品进行了钢筋混凝土台架钻切对比实验,结果表明,新工艺制备的1#钻头的钻孔数为94孔,其耐磨性比目前国内使用寿命最长的产品高51.6%,且钻速基本上与之相当,属于高耐磨型产品;3#钻头的平均钻进时间为12.3min/孔,钻速为19.5mm/min,与国内钻速最高的产品相当,但其使用寿命相比却提高52%,属于高效钻切型产品;2#钻头的钻孔数为72孔,平均钻速为17.7mm/min,其耐磨性和钻进速度分别比国内最先进产品提高了29%~32%和26%~33%,实验证实了该工艺方法制备的金刚石工程薄壁钻头具有高效、长寿命的特点,克服了传统热压烧结技术产品耐磨性与钻速不可兼得的矛盾。