高耐磨全寿命安全型刀形截齿的开发研究

利用等离子熔覆技术,在Q235A普通低碳钢板表面熔覆一层复合材料,获得了与基体呈冶金结合的涂层。熔覆层的干摩擦磨损试验表明,复合粉末熔覆层耐磨性大幅提高,分别为Ni60AA的3.25倍,为Q235A的4.41倍;合金堆焊层及硬质合金头材料瓦斯引燃安全性试验表明:合金堆焊层及硬质合金头材料与锈钢摩擦均不产生火花;采用等离子堆焊-钻孔-钎焊-热处理的加工工艺,就可以防止钎焊缝因等离子堆焊而开裂;井下工业试验表明:本次开发的试验截齿寿命较长,无火花。     

空冷耐磨钢滚刀齿面堆焊修复的研究

介绍钻井机钢滚刀齿面堆焊修复试验，从焊条的耐磨性和韧性试验、金相组织分析，选择适合立井钻井机滚刀堆焊焊条。介绍滚刀齿堆焊、焊补修复工艺以及防止过热和变形的措施。     

新型镶齿滚刀材料

<正> 镶嵌硬质合金的钻井滚刀,其硬质合金齿和刀壳均受到岩石的磨损,特别在钻凿软岩和中硬岩层时,刀壳基体的磨损更加严重,使齿根露出,导致硬质合金齿脱落,滚刀过早报废。为提高刀壳基体的耐磨性,并且在镶齿时不产生微裂纹,国内外研究单位和工厂常采用强度高,韧性好的高强度合金钢作为刀壳材料。经锻造成形、表面渗碳淬火处理来提高耐磨性。但镶齿后齿的周围仍不会很硬,渗碳深度也不会很深,岩石很容易将渗碳层磨掉,这使得滚刀的寿命受到限制。我们经多次试验,最终选用30SiMnCrTi耐磨铸钢作为刀壳材料,其成份如下:     

耐钝硬质合金齿

根据球形压模破岩有效机理和弯曲应力恒等的理论，设计了耐钝硬质合金齿。分析了球形压模下岩石应力分布规律以及球形压模和楔形压模对应力分布规律的影响，证明了耐纯合金齿破岩效果好，抗冲击，同时分析了岩石对合金的磨损原理，证实了耐钝合金齿不易钝化。用耐钝合金齿做成的潜孔钻头经现场试验，其寿命和平均钻速比用弹头齿做的潜孔钻头高３６％和２８％。     

Ø76 mm小直径钢齿三牙轮钻头设计

针对小口径不取心钻孔,开展了?76 mm钢齿三牙轮钻头规范性的系统设计。本文参考国产石油三牙轮钻头结构设计参数取值,设计了?76 mm钢齿三牙轮钻头结构参数值,校核了牙轮钻头计算直径。系统介绍了井底击碎图和齿圈啮合图的绘制方法,并对铣齿牙轮的齿圈布置进行了优化。采用非密封滑动轴承结构,钢球锁紧牙轮,对滚珠轴承进行了设计计算,确定了滚珠数量、滚道尺寸及间隙。精确计算了楔形齿的相关参数,确定了铣刀角和铣刀安装角。阐述了小直径钢齿三牙轮钻头的零件细节、加工工艺。利用Excel函数运算功能和三维参数化实体模拟软件,解决了牙轮钻头传统的繁重的手工计算和繁琐的二维投影手工绘图的问题,提高了设计效率和设计精度,为类似牙轮钻头的设计提供了借鉴。     

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     

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。     

提高楔齿牙轮刀具寿命的研究

分析钻井刀具磨损的原因,试验硬合金齿牙轮、高强度牙轮和齿面堆焊颗粒硬合金牙轮的情况。     

堆焊技术在截齿中的应用

堆焊技术可以将高速钢耐磨焊条涂覆在截齿基体上，且涂层与基体的结合为冶金结合，涂层具有较高的硬度及耐磨性。     

金刚石增强型硬质合金复合齿钻头在卵砾石层中的应用

针对卵砾石钻进的特殊情况，通过室内钻进试验检验金刚石增强型硬质合金复合齿的碎岩情况，说明适当配方的复合齿具有良好的抗冲击和研磨能力，同时通过野外实际钻进，进一步说明金刚石增强型硬质合金复合齿钻头在卵砾石地层钻进过程中，具有高时效的优点，克服了其它钻具钻进卵砾石层的缺陷，解决了卵砾石钻进的难题。     

制造波纹管贮箱底板的TC_4钛合金与1Cr18Ni9Ti不锈钢爆炸焊接

本支对TC_4钛合金和1Cr18Ni9Ti不锈钢、F112(00Cr15Ni6Nb超低炭马氏体不锈钢)用爆炸焊接方法制造波纹管贮箱底板的焊接工艺以及爆炸焊接后的焊缝性能测定的结果进行了介绍。研究结果表明,在TC_4钛合金和1Crl8Ni9Ti不锈钢之间加0.5毫米厚铜作中问层的爆炸焊接方法是可行的,所提供的焊接产品能满足委托单位的要求。     

20CrNi2Mo钢代替20Cr2Ni4钢用作重载齿轮材料的研究

研究了20CrNi2Mo钢的热处理工艺及力学性能,并与20Cr2Ni4钢的热处理工艺和力学性能进行了对比实验。结果表明,20CrNi2Mo钢合金元素配比合理,切削性能良好,热处理工艺简单,力学性能与同20Cr2Ni4钢接近,可以代替20Cr2Ni4钢作为重载齿轮材料。     

提高一字型硬质合金钎头产品质量的主要途径

文章重点剖析了目前我国一字型硬质合金钎头产品质量差的主要原因是采用普通碳素钢或只含铬的合金钢做钎头壳体,致使其硬度低、韧性差、对合金片夹持力弱、不耐磨、钎头寿命短。针对存在问题,提出采用符合国情、空冷性能好、强度高、对合金片夹持力强、耐磨蚀的40MnMoV优质合金钢做钎头壳体,可提高其使用寿命,降低穿孔成本,给用户带来显著的经济和社会效益。     

Q45NiCr1Mo1VA球齿钎头用钢及热处理工艺研究

分析球齿钎头的凿岩状态,根据球齿钎头的固齿工艺要求和合金元素在钢中的作用,经过优选的合金化设计,选择Q45NiCr1Mo1VA合金钢作为球齿钎头壳体用钢,在有效的热处理工艺条件下,其使用性能达到国内外同类产品的先进水平。     

PZ系列组合牙轮钻头及其嵌岩技术的研究

介绍了ＰＺ系列组合牙轮钻头的技术参数、结构特点及使用性能,通过对单牙轮的受力分析,提出了ＰＺ系列组合牙轮钻头最低钻压理论值和最高转速值,从而为钻头合理使用提供了理论依据。     

采煤机低合金高强韧性铸钢截齿的研究

以低合金空淬贝氏体铸钢为截齿材料，用“铸焊”代替钎焊生产采煤机铸钢截齿，研究结果表明：铸焊焊缝比钎焊焊缝的抗剪强度高，可达３００ＭＰａ以上，而且截齿可整体进行热处理，母体材料组织和性能可以得到有效的控制；与锻造截齿相比，铸钢截齿性能优越，生产成本低．     

王禄立交桥基桩工程事故的处理

结合三牙轮钻头有关的理论 ,建立了液动冲击回转钻井钎头的真实的数学模型、井底模型和钎头牙齿与井底岩石的互作用模型 ,用计算机仿真方法预测出了液动冲击回转钻井的机械钻速。使用表明 ,该模型可靠 ,计算结果与实际机械钻速基本一致。     

颗粒增强镍基复合涂层的耐磨性能研究

在自熔性Ni基合金耐磨喷涂(焊)合金粉末中添加不同粒度和比例硬质合金颗粒在45钢的表面,经加热熔敷后,在钢表面形成冶金结合耐磨涂层。研究表明:添加硬质合金颗粒显著提高了Ni基涂层耐磨性;添加硬质相比例和尺寸的不同,涂层的耐磨性能提高的幅度也不同。     

塔东古城地区钻头优选及应用

针对大庆油田塔东区块古城地区地层含砾、岩石硬度大、85%以上井段采用牙轮钻进,导致深部地层钻速慢,钻头磨损严重等问题,在传统钻速预测方法基础上,引入钻头磨损、地层岩性、应用井深等相关参数,建立钻头破岩效率计算方法,并结合所钻遇的地层岩性、测井资料及钻头类型等,建立钻头优选模型,实现钻头选型定量化,提出了适用于古城地区的钻头序列推荐方案。现场成功应用5口井,单只钻头进尺和平均机械钻速均得到了很大的提高,实现了钻头优选提速提效的目的,为古城地区的高效钻井施工提供了重要的技术支撑。