低温电镀PDC复合片石油全面钻头研制

采用低温电镀工艺，使ＰＤＣ复合片石油全面钻头的整个生产过程完全不受高温影响，这种新工艺为世界先例，属我国首创。为提高ＰＤＣ复合片石油全面钻头的经济指标，介绍了冲蚀原因、防冲蚀措施；钻头回旋及其防止方法与复合片的布齿、安装、焊接、固定、喷嘴安装等以及钻头的生产试验。     

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。     

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。     

金刚石聚晶与复合片混合齿钻头

本文重点阐述了金刚石聚晶与复合片混合齿钻头的特点,并比较详细地叙述了这种新型钻头的设计思想、制造工艺以及在油田勘探使用中与牙轮钻头的效果比较,为石油地质钻探提供了一条选择新型钻头的途径.     

用于砾石夹层钻进的新型PDC钻头的研制与使用

无压浸渍工艺生产的PDC石油钻头钻遇砾石夹层不适应。根据砾石夹层砾石坚硬、软硬互层、非均质、研磨性强的特点，研究了新型PDC钻头，在钻头结构上主要采取外抛内锥带辅助切削齿的结构形式，在复合片上主要采用非平面结合方式，即采用双向多条直槽非平面结合。按此方案设计与生产了3只钻头，分别在3口井试用，直辖钻穿砾石夹层馆陶组地层井段，钻井效率提高26％，突破了砾石夹层钻进不能使用PDC钻头的禁区。     

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%。     

电镀复合片钻头研制

复合片是继人造金刚石单晶之后发展起来的新型聚晶切削具,用低温电镀的工艺镶焊复合片钻头在我国还是首次。因为复合片热稳定性差,一般不超过700℃,所以低温工艺簿焊复合片钻头一直是世界各国钻头研制者寻求的方法。该工艺不仅最大限度地保护了复合片不受热损伤,而且焊接强度高,复合片镶焊牢固。本文还介绍了为提高复合片钻头经济指标的诸钻头参数设计的理论根据,如负前角、旁通角、出露高度、复合片布置等等。通过试验取得了满意效果。     

高效耐冲击复合片取心钻头的研制与应用

针对油气及非常规油气、科学钻探中,砂质泥岩和砂泥岩互层钻进效率低、钻头寿命短的难题,通过齿形金刚石复合片与圆形复合片的交错布置,研制的新型高效耐冲击复合片取心钻头在新疆吉木萨尔油田36-4井页岩油芦草沟组进行了试验研究。结果表明：研制的新型高效耐冲击复合片取心钻头机械钻速较其他钻头提高了2.4~3.1倍,取得了良好的社会经济效益。     

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。     

复合片钻头试验初见成效

我所、北京队与人工晶体研究所协作研制的复合片钻头,经过半年多的努力,设计出将近十种类型,制作出数十个钻头,在室内试验台的钻进试验和去广东、辽宁等地野外队进行的生产试验,已获得初步成效。如在辽宁地质公司102队二号机台,在荣官石膏矿区的下寒武纪紫色条带状粉砂质页岩中,当孔深375.67m时,下入1403~#复合片钻头进行试验,获得钻头总进尺73.07m及平均实测时效1.27m/时的记录,比该机台采用的人造聚晶钻头进尺及时效都有较大的提高。1403~#复合片钻头尚可再使用。从复合片钻头在中硬以下岩层试验钻进中反映出来的优越性,可以为当前公司推广绳索取心钻进提供合适的钻头,弥补中硬以下地层金刚石钻头的空白。     

熔模铸造弧角型PDC钻头的研究与应用

针对在加工弧角型PDC钻头过程中存在的效率低、成本高、衔接工序多等问题,对采用熔模铸造工艺制造弧角型PDC钻头进行了相关研究。研究发现,将熔模铸造技术应用在弧角型PDC钻头的制造上,不但可以使钻头上复杂曲面一次性铸造成型,而且可以大大提升钻头的生产效率,降低钻头制造成本;同时,熔模铸造弧角型PDC钻头还具有良好的力学性能,钻速和钻头寿命均与普通机械加工弧角型PDC钻头相当,能够满足现场应用要求。     

多晶体金刚石凿岩刀具的试验研究

本文对一种新型的刀具材料——多晶体金刚石所制成的凿岩刀具在切割破碎岩石过程中的磨损与脆裂破坏的试验研究进行了阐述;对影响这种刀具磨损及脆裂破坏的因素:刀具前倾角、刀具力、切割速度及切割深度进行了分析;对其破坏机理进行了讨论;并对如何减小这种破坏的可能性提出了建议。得出了一些新颖的结果。     

复合PDC钻头在桩西地区定向井中的应用

PDC钻头在胜利油田桩西地区的成功应用，大大地提高了该地区的机械钻速。但由于PDC钻头在结构与钻进参数上的特殊性，造成了其在定向井中井眼轨迹控制方面的难度。本文总结了PDC钻头在桩西地区定向井中应用所表现出的部分规律，提出了在该地区采用PDC钻头的改进技术，并介绍了典型的成功实例。     

尖齿状金刚石复合片钻头在油页岩矿区的钻进实验

松辽盆地青山口组和嫩江组含油页岩系,夹有数十层白云岩透镜体或条带。在对该油页岩系进行钻探时,由于经常遇到硬度较大的白云岩层,使用普通的硬质合金钻头不仅进尺极其缓慢,而且钻头损坏严重,寿命短。为解决此钻探难题,研制开发具有高耐磨性和穿透能力强的钻头势在必行。为此,研发了尖齿状金刚石复合片钻头,并进行了现场钻进实验。结果表明,这种钻头在含白云岩层的油页岩地层钻进时,不仅钻进速度高,而且具有高耐磨性、寿命长,其综合技术经济指标远远优于常规硬质合金钻头。     

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。     

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。     

脉冲电镀复合片钻头的试制

研究了脉冲电镀法的优越性，合理选用了电镀复合片的镀层成分。室内试验表明：利用脉冲电镀法制造复合片及其钻头是可行的，使用结果比较理想。     

鄂 北 地 区 钻 头 优 选 探 讨

为适应鄂尔多斯塔巴庙区块勘探开发需要，利用区域测井资料进行钻头选型，并结合现场实践优化钻头类型和钻井参数，提高钻井效率。通过新型PDC钻头推广应用，单口井所需钻头数量减少3～4只，减少起下钻3回次以上，缩短钻井周期3．5天。     

锚杆PDC钻头主要几何参数的优化研究

PDC锚杆钻头因直径小和独特的布齿方式,对其强度有着更高的要求,而切削齿的齿前角和侧转角对其强度影响显著,且工作角对切削齿的切削效率和工作性能有着重要的影响。因而确定合理的齿前角和侧转角是钻头设计中至关重要的环节。在ANSYS下,建立了钻头的参数化模型,从不同应用方面考虑,对切削齿的齿前角、侧转角做了优化分析,得出了不同使用条件下的最优值,为钻头的合理设计提供了理论依据。