人造金钢石钻头凿岩经济效益评述

本文阐述人造金刚石材料制造的钻头在采矿工业上的应用,分析了三种人造金刚石钻头的凿岩经济效益,并与传统的钻头作了比较,说明了尽管人造金刚石价格较碳化钨等硬质合金昂贵,但由于前者钻进速度高,且始终如一,寿命长,采用人造金刚石钻头在某些特定深孔凿岩条件下,仍然比碳化钨钻头经济。     

回收与利用碳化钨获得成功

在群众性的科学实验运动中，河南省地质局第三地质队金刚石钻头研制组，初步试验成功回收与利用钻头胎体的碳化钨，为节约国家资源、降低钻头成本做出了成绩。     

降低金刚石钻探成本的一个途径

当前，金刚石钻探成本在河南若干矿区高于大口径钻探。这有多方面的因素（包括成本摊销、核算等），但在金刚石钻探中组成成本费用的主要部分还是金刚石钻头和扩孔器。因此，除了提高钻头（扩孔器）加工质量，增加品种和正确使用外，如何按不同岩层合理选用不同磨料的钻头和扩孔器，则具有十分重要的意义。我局地质九队原来都是使用的天然表镶和孕镶扩孔器，平均单位成本一直较高。他们根据铸造碳化钨（莱利特）用于钻头和针状合金胎块补强的效能，曾试制了两个铸造碳化钨孕镶扩孔器，经生产试验取得     

6-8级岩层PDC锚杆钻头的研究

概述。本项目首次采用新型超硬材料——聚晶金刚石复合片(PDC)作为锚杆钻头切削齿，研制出了能替代硬质合金锚杆钻头，主要适用于6～8级岩层的长寿、高效、经济的PDC锚杆钻头，填补了国内空白。将优化设计方法应用于锚杆钻头的设计，通过室内试验、合理布齿的设计研究以及多次改进设计，确定了钻头的优化机械和水力结构参数、优化切削齿形状、经济有效的保径方式、合理的钻头体材质及其热处理工艺。与硬质合金锚杆钻头相比，PDC锚杆钻头具有寿命长、钻速高、每米进尺费用低等特点，是钻进中硬岩层理想的钻头。     

直槽式金刚石复合片锚杆钻头的设计与应用

目前煤矿井下巷道锚固支护用金刚石复合片锚杆钻头多为中心水眼式两翼型式,论文从复合片锚杆钻头结构出发,设计出一种新型直槽式复合片锚杆钻头。该种钻头主要有以下几个优点:增大了复合片与钻头钢体的接触面积,进而提高了焊接强度;规避了中心水眼堵死的情况;钻头整体性更好,结构简单、便于加工。该直槽式锚杆钻头在淮北矿业集团芦岭矿进行了现场试验,钻头寿命提高23%。     

无压浸渍法人造孕镶尖齿形金刚石钻头的钻进效果

无压浸渍法制造金刚石钻头且适宜制造较大口径和异形金刚石钻头。这种方法的胎体骨架材料含有大量铸造碳化钨，因此所制造出来的钻头胎体硬质点多，切削岩石力强，尤其是具有耐磨性高和抗冲蚀力强的优点。例如我队用无压浸渍法制造的尖齿形钻头，不仅能用于完整硬岩，更适用于坚硬致密的“打滑”地层，其时效可比平底形钻头提高1～4倍。又如所制造的圆弧形钻头，用于坚硬、破碎地层，时效和     

旋转凿岩技术的新发展

近年来,旋转凿岩技术有了很大的发展。为了扩大旋转凿岩的使用范围,本公司在金刚石钻头凿岩与高压水射流增强凿岩两个方面进行了研究。一、金刚石钻头旋转凿岩岩石的磨蚀性是限制旋转凿岩应用的一项最主要的机械特性。在磨蚀性大的岩石中,碳化钨硬质合金钻刃不能保证孔径不变,而     

低温沉积法金刚石－金属化学键合工艺研究

采用低温沉积工艺在金刚石表面镀复钨合金，通过键合处理，钨可和金刚石表面碳原子形成稳定的碳化钨层。键合层的存在有利于保护金刚石的强度性能，大幅度提高了金刚石与胎体的粘结强度、锯片与钻头的使用性能。金相检测证实了金刚石表面键合层的存在，并反映出键合层有质地均匀、分布连续、涂复率高的特点。     

锚杆钻头金刚石复合片的切割

主要介绍应用电火花线切割机床切割加工锚杆钻头用的金刚石复合片超硬材料的设备改造和切割工艺，总结了金刚石复合片超硬材料电火花线切割机床加工切割的经验。     

前角对PDC钻头性能的影响

1 前言 PDC(金刚石复合片)作为钻进岩石用新材料在20世纪70年代中期达到了实用化。PDC主要以人造金刚石粉未和碳化钨粉末为原料在5～6GPa压力和1300～1500℃的超高压、高温下烧结而成。直径8.2～50.8mm的PDC已经商品化。因为PDC直径比表镶金刚石钻头的单晶金刚石大得多,所以PDC钻头具有每转切削岩石的体积大,能够以低转数获得高效率,同时金刚石颗粒有自锐作用,由于磨     

金刚石钻头磨损机理分析

针对当前对金刚石耐磨性试验研究方法的不足之处，提出了一种新的试验方法，该方法通过连续拍摄钻头钻进过程中同一胎体面上的金刚石变化，从微机上观察了分析了金刚石钻头的磨损机理，得同了两个新的结论，可供孕镶金刚石钻头的设计和使用参考。     

在孕镶式钻头中增大金刚石与胎体金属粘结力问题的研究

金刚石钻头的寿命是评价钻头质量重要参数之一，而金刚石在胎体上的固结的牢度又是影响钻头寿命重要因素。目前通过人工合成金刚石的工艺水平的提高已有可能制造出接近于天然金刚石质量的单晶，因而进一步研究金刚石在胎体中的固结方式是提高钻头质量的重要途径。从目前制造孕镶金刚石钻头的方法来看基本上是两大类，一种是超室温条件下的烧结，另一种是室温条件下的利用电化学方法。超室温条件下的金刚石孕镶钻头制造工艺目前最普遍的方法是热压法，这种方法的特点是粘结金属在     

低温沉积法金刚石-金属化学键合工艺研究

采用低温沉积工艺在金刚石表面镀复钨合金, 通过键合处理, 钨可和金刚石表面碳原子形成稳定的碳化钨层。键合层的存在有利于保护金刚石的强度性能, 大幅度提高了金刚石与胎体的粘结强度、锯片与钻头的使用性能。金相检测证实了金刚石表面键合层的存在, 并反映出键合层有质地均匀、分布连续、涂复率高的特点。     

机械化方法鉴定钻头用金刚石的强度性能

金刚石钻进时所用金刚石颗粒的强度，是影响金刚石钻头工作性能和坚固度的极重要因素之一。钻头上镶嵌的不同强度的金刚石将导致金刚石的提前掉落和相互破坏。因此，对钻头用工业金刚石质量评定的客观性和可靠性，并考虑到在不同地质技术条件下钻头的使用特点具有很大意义。     

用氯化钠(NaCl)电解液回收金刚石的试验

在回收金刚石时，只要把胎体中的骨架材料（碳化钨）和粘结金属分离开，金刚石则会脱落下来。据有关资料介绍，回收金刚石有酸蚀法和电解法两种。但酸蚀法效率低、成本高。而且由于酸的腐蚀性强，在反应过程中产生大量的有害气体，影响操作人员的身体健康，很不安全。电解法也是采用硝酸配制电解液，只是浓度降低了些（5—10％），在电解金刚石钻头的过程中仍然产生一定量的有害气体，也同样影响操作人员的身体健康。     

高耐磨性复合体旋转钻头的研制

在成功地研制出性能优良的金刚石复合体之后，进行了金刚石复合体这一初级产品的应用开发研究。将金刚石复合体加工成凿岩切削齿，应用于旋转钻头上，设计制造了新型旋转钻头产品。成本分析和凿岩对经试验表明，该钻头与同类硬质合金钻头相比，制造成本提高４－５倍，使用寿命提高２６０－２８０保，使用时凿岩工效提高１７－３５倍，，性能价格比中有显著优势，为金刚石复合体钻头系列产品的开发奠定了技术基础。     

日本金钢石钻头技术

日本初期使用的金刚石钻头与世界上其他国家一样,就是在钻头体上镶嵌着黑色金刚石(卡帮),价格比较昂贵。1935年以后,由于粉末冶金技术的发展,价格便宜的“包尔兹”逐渐应用于钻探,代替了黑色金刚石。现在所说的金刚石钻头,大部分指包尔兹钻头。一、日本岩芯钻探用金钢石钻头 1.金刚石钻头种类金刚石是目前     

铸造插接式复合片锚杆钻头的研制与应用

针对目前国内锚杆钻头生产制作效率低,制作工艺复杂,且存在施工过程中装卸不便,排粉冷却效果不理想等问题,研制了一种以水为冲洗介质,铸造插接式金刚石复合片锚杆钻头及其连接套。钻头体采用铸造工艺,简化了钻头加工的工艺流程,提高了生产效率;插接式结构使钻头装卸更方便,提高了锚孔施工效率;同时插接式结构可实现钻头正转和反转,有效避免卡钻事故发生;改变了循环介质通道的结构形式和分布形式,使钻头适用性更强。     

废旧金刚石钻头(扩孔器)的回收工艺

随着金刚石钻进的推广与普及，使用的金刚石钻头和扩孔器也越来越多。这些钻头和扩孔器停用后，除个别在钻进中磨光、烧毁外，绝大部分都还有一定数量的金刚石或聚晶。尤其是因拉槽、掉胎、夹扁等原因而停用的钻头，其所含金刚石更多。因此，如何回收、利用废旧钻头和扩孔器上的金刚石，做到物尽     

提高金刚石钻头进尺的体会

金刚石钻探技术经济指标的好坏，在很大程度上取决于金刚石钻头的使用效果，如何使金刚石钻头钻速高，寿命长，消耗低，是摆在我们面前的重要课题。