反井钻机球形镶齿滚刀破岩数值分析

利用有限元软件,建立球形镶齿滚刀三维数值模型,分析了滚刀破岩原理、岩石应力和滚刀受力情况,研究了刀齿间距和刀齿排距对滚刀破岩效果的影响,得到了滚刀结构参数与岩石破碎特性的规律。数值模拟结果表明:1滚刀破岩力具有明显的阶跃特征,从而证实了岩石的跃进破碎特性。2刀齿间距较大时,破岩比能变化较小;破岩比能总体随刀齿间距的减小而减小。3破岩比能随刀齿排距的增加,先减小,后增大。在35~45mm范围内,球形镶齿滚刀排距存在1个最佳值。     

镶齿滚刀破碎岩渣粒径分布规律研究

镶齿滚刀破岩产生的细小岩渣是引起钻井施工中粉尘问题的关键因素,细小岩渣所占比例也可以反映出反井钻机的破岩效率。介绍镶齿滚刀破碎岩渣形成机理,分析破碎岩渣的粒径分布特点。对镶齿滚刀破岩试验得到的岩渣进行粒径筛分,得出各次试验的粒径分布数据,并计算出各次破岩试验的破岩比能。通过对各组粒径分布数据的拟合分析,得出岩渣粒径分布规律;分析拟合曲线,得到岩渣分布特征粒径数据;对特征粒径和破岩比能进行分析,得出两者之间的数学关系。     

镶齿滚刀及滚刀钻头嵌岩技术的研究

根据大口径嵌岩桩施工的需要,研制了镶齿滚刀及滚刀钻头,介绍了镶齿滚刀硬质合金齿的选择、布置,镶齿及密封技术,滚刀钻头的结构设计及钻进参数的确定。经生产性试验取得了良好的效果。     

信息与动态

勘探所镶齿滚刀技术获得突破性进展　　本刊讯　由国土资源部勘探技术研究所大口径钻头与钻具研制中心研制的8系列镶齿滚刀及12系列镶齿滚刀经过对切削齿、轴承、密封机构及加工工艺的改进,目前在技术上有了突破性进展,最近研制的直径为XG110 0、XG2 5 0 0、XG2 80 0镶齿滚刀钻     

花岗岩层锥形钻齿静压钻压规律研究

煤矿及金属矿山的通风竖井、溜渣井和巷道施工中,常用的破岩刀具之一为镶齿滚刀,镶齿滚刀上的钻齿钻压为重要的钻进参数.为得到最优钻压,选用岩石试样内部节理缺陷较少、岩石力学性质相对稳定的招远地区花岗岩,以2、5和30 kN/s的钻压加载速率,进行锥形齿单齿静压入试验.通过试验,发现不同钻压加载速率下,破岩过程中,均有1个卸...     

排齿间距对镶齿滚刀破岩效果影响试验研究

镶齿滚刀的破岩效率是影响反井钻机钻进速度的关键因素,对反井钻机在坚硬岩石中的破岩过程进行了研究,介绍了镶齿滚刀的破岩机理,阐述了镶齿滚刀的试验设计及过程,最后对试验现象进行了分析。通过对破岩数据的整理和分析,得出了岩石表面的平整度对镶齿滚刀的单齿压入效果有显著影响,提出了针对此类岩石或同等硬度岩石破岩效率最高的多排镶齿滚刀的排齿间距值。     

反井钻井硬岩滚刀研制与开发

针对目前反井施工钻进硬岩出现的破岩效率低、滚刀寿命短、成本高等问题,研制了适用于硬岩钻进的新型镐形镶齿滚刀,并通过镐形刀齿与锥形刀齿的对比试验及工程应用,分析了破岩效果,验证了该齿形破碎硬岩的合理性,对于反井钻井法的推广应用起到积极的作用。     

新型镶齿盘形滚刀的破岩特性

本文系新型镶齿盘形滚刀的研究试验总结。作者阐述了镶齿盘形滚刀的设计特点、滚刀刀刃间距与岩碴块度的关系、拉力及扭矩与进尺的关系、拉力与扭矩以及拉力与进尺的关系。作者最后论及这种新型滚刀的使用寿命与作业成本     

勘探所镶齿滚刀技术获得突破性进展

由国土资源部勘探技术研究所大口径钻头与钻具研制中心研制的8系列镶齿滚刀及12系列镶齿滚刀经过对切削齿、轴承、密封机构及加工工艺的改进，目前在技术上有了突破性进展，最近研制的直径为XG1100、XG2500、XG2800镶齿滚刀钻头先后成功地用于温州世贸大厦及深圳金中环商务大厦桩基础施工，在罕见的恶劣施工条件下，取得了非常满意的使用效果，得到了施工单位——江西地质工程总公司及华东、华南地区同行的一致好评。     

滚刀破岩试验装置的研制及应用

反井钻机在钻进过程中存在滚刀破岩效率低等问题,且刀具与岩石相互作用关系尚不明确。为探讨滚压破岩机理和效果的影响因素,自主研制了滚刀破岩模拟试验装置,能够进行不同滚刀类型和滚压参数的线性截割试验。选用单排镶齿滚刀进行了岩石破碎试验,获得正压力与滚动力关系曲线。结果表明:该试验装置可以实现滚刀在直线方向往复运动下的破岩过程模拟,具有较好的实用性和可靠性,为进一步揭示滚刀破岩机理和研究反井钻井工艺、技术、装备提供有效的测试手段。     

稀土强化金刚石-硬质合金复合凿岩柱齿的试验研究

采用添加镍、磷的低温活化烧结工艺, 分别用不同含量的稀土化合物LaNi₅ 和CeO₂ 作为添加剂进行了试验, 研究了其对硬质合金、金刚石-硬质合金复合材料及由此构成的金刚石-硬质合金复合凿岩柱齿性能的影响。结果表明:适量的LaNi₅ 和CeO₂ 可显著提高硬质合金及金刚石复合材料的抗弯强度, 但对硬质合金硬度的影响不大;适量的LaNi₅ 可使金刚石复合材料的耐磨性有较大幅度的提高, 而CeO₂ 的加入则有降低金刚石复合材料耐磨性的趋势。落锤冲击实验表明:添加稀土元素的金刚石-硬质合金复合凿岩柱齿具有较好的抗冲击韧性, 能够满足潜孔锤钻进的要求。稀土元素的作用机理主要是强化晶界、消除杂质、细化晶粒以及弥散强化作用。     

改进硬质合金刀具结构提高薄壁内孔表面车削质量

薄壁孔工件的加工是机械加工中较难处理的问题,介绍了薄壁孔加工容易出现的问题,通过改进硬质合金镗孔刀结构中几何角度和刀具参数,选择适宜的切削用量,提高工艺的统一性,使薄壁孔的加工质量明显提高,加工后的工件符合设计要求,加工效率显著提高。     

碳化钨硬质合金颗粒和堆焊基体对堆焊层耐磨性影响

通过几种相近管状碳化钨耐磨焊条堆焊层的两体和三体磨损试验，探讨了碳化钨硬质合金颗粒和堆焊基体对堆焊层耐磨性的影响，经试验，在堆焊基体磨面上，碳化钨颗粒和其所占磨面面积越大，堆焊层越耐磨，堆焊复合材料的基体金属成分、组织及性能对堆焊层的耐磨性有重要影响，其中ＷＣ和ＣｒＣ３质点在机体中起了重要的抗磨损作用，而奥氏体组织对韧化基体，防止碳化钨裂纹扩展和承受一定的冲击载荷有非常重要的作用。     

预植入金刚石微粉的WC-Co合金表面金刚石薄膜沉积特征

通过提高金刚石薄膜与硬质合金基底间的粘结力，可提高涂层工具的使用寿命。实验结果表明，在预植入金刚石微粉的硬质合金表面沉积金刚石薄膜，金刚石既在预植入金刚石表面同质外延生长，又在硬质合金上结晶生长，两者交互生长，且相容性较好，最终生长为致密均匀的金刚石薄膜。     

钨合金铸铁碳化物团球化工艺的研究

钨合金铸铁经K、Na变质处理后 ,共晶碳化物由网状分布变成团球状分布 ,碳化物明显细化和分布均匀化。分析了碳化物团球化机理 ,碳化物形态改善导致钨合金铸铁的冲击韧度和抗冲击磨损性能明显提高。变质钨合金铸铁用于制造球磨机衬板 ,使用寿命比高锰钢衬板提高 2倍以上     

反井钻机及石油钻机稳定器防偏机理与加工工艺研究

介绍了反井钻机及石油钻机的钻具稳定器(装置)在钻机施工中的作用和防偏机理,以及稳定器的常规加工工艺,并推荐了一种新加工工艺方法。着重探讨了在钻具稳定装置上堆焊碳化钨或其它耐磨合金后外表面的加工工艺性。     

松辽盆地第三系含砾砂岩、砂砾岩层钻探硬质合金钻头的研究

设计试验了几种硬质合金钻头 ,得出了在设计钻进含砾砂岩、砂砾岩层的硬质合金钻头时 ,应适当增加钻头口径 ,并应以球头硬质合金作为主要切削具的结论。     

盘式钻头齿面强化试验

用球状烧结碳化钨取代粒状铸造碳化钨 ,加入一定量的自熔性合金 ,自制薄管焊条 ,分析了焊条的组成、性能和耐磨性。并对盘式钻头进行齿面强化试验。研究表明 ,自制薄管焊条流动性好 ,焊件耐磨性高 ;盘式钻头齿面强化后 ,台架试验证明钻井效果明显     

等离子体刻蚀处理对 金刚石膜结合性能影响的研究

研究了一种特殊的前处理工艺,即原位氩－氢等离子体刻蚀,对金刚石膜与硬质合金基体结合性能的影响．结果表明,氩－氢等离子体刻蚀能明显地粗化基体表面,改变表面的化学成分,并形成一层纯钨层．当这层纯钨层在后续的工艺中被再次碳化后,金刚石膜与基体的结合强度得到明显提高     

硬质合金在牙轮钻头滑动轴承上的应用研究

在分析牙轮钻头轴承摩擦磨损机理的基础上，提出改进其轴承摩擦表面材料是提高其寿命的有效途径。通过对硬质合金的力学性能和摩擦学性质的分析，论证了硬质合金可以用于牙轮钻头滑动轴承摩擦表面，并提出了硬质合金脆性的解决方法。