单齿切削试验PDC参数与破岩功耗的关系

ＰＤＣ切削齿形状、切削深度、纵向前角和横向前角等切削多数是进行ＰＤＣ钻头优化设计的基础。通过实验室单齿切削试验，研究上述切削参数与ＰＤＣ切削齿破岩功耗的关系，确定各切削参数优化值。     

地质PDC无心钻头合理布齿的研究

合理的ＰＤＣ钻头布齿有利于及时排除岩屑、降低破岩功耗、提高钻进效率、保证切削齿等磨损、延长钻头使用寿命。论文针对较小直径内地质钻头特点，论述了ＰＤＣ无心钻头布齿理论和布齿方式，建立了切削齿布置密度及布置数量的经验公式，对钻头优化设计有着指导意义。     

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。     

聚晶金刚石复合片的均匀烧结

国内聚晶金刚石复合片（ＰＤＣ）传统的生产工艺流程如下：原材料处理→配料→研料→组装→压机合成→毛坯清检→加工→成品检验。其中组装方式直接影响ＰＤＣ的合成效果，最终也决定ＰＤＣ的质量。研究ＰＤＣ的生产工艺，关键在于组装方面。图１是传统的复合片生产组装方...     

煤矿井巷用PDC锚杆钻头的研究

传统硬质合锚杆钻头在较硬岩层中使用寿命短、钻速低，每ｍ进尺钻头费用高。本文介绍了ＰＤＣ锚杆钻头的一系列室内试验研究及多次改进设计，所获得的钻头的优化结构参数、优化切削齿形状、合理的钻头体材料以及热处理工艺。现场试验结果表明，ＰＤＣ锚杆钻头是钻进中硬岩层的理想钻头。     

PDC无心钻头结构参数与钻进速度的关系

研究ＰＤＣ无心钻头切削齿横向前角、覆盖系数和钻头冠部结构参数与钻进速度的关系，得出横向前角随切削齿所在半径变化的规律为＝－２．３６８２＋０．３９６３ｒ，确定了最优横向前角和覆差系数以及优化冠部结构的参数组合。１７只３种ＰＤＣ无心钻头在现场软－中硬岩层中钻进时，钻头的平均寿命大于４４７．８ｍ，平均钻进速度为３．６９ｍ／ｈ，分别比本次研究前同类钻头提高８０％和８４．５％。     

围压条件下PDC切削齿受力测量传感器的设计

详细叙述了围压条件下ＰＤＣ切削齿受力（轴向力、切削力、侧向力）的测量方法，并研制成功了相应的围压测力传感器，解决了传感器的防水问题，同时用实验标定的方法消除了高压给传感器测量精度带来的影响。     

硬质合金复合片齿钎具在中国问世

１９２３年德国人发明了ＷＣ－Ｃｏ硬质合金，并首先用于金属切削加工。二次世界大战以后，作为一个新兴的高科技产业，锥体和螺纹连接的片状和球齿系列硬质合金钎头，以其寿命长、凿速快的巨大优势，迅速取代了传统的钢钎凿岩。但片状或球齿系列钎具在应用中都存在有各自的一些难题，制约了它们的优势发挥。近两年来，具有片状和球齿钎具综合优势的、世界仅有的新一代高效、低耗复合片状钎头和复合片齿整钎，已在中国地质（武汉）研     

淘汰一字钎头 废除手锤卸钎

在破碎坚强磨蚀性岩石中，由于破岩效率低和几个形状稳定性并，导致眼孔不圆，钻速慢，寿命短，修磨频繁，重磨费用高，合金利用率低，机械故障多和辅助工时增加，工人劳动条件恶经，因此，国外从７０年代中期开始，就用锥体连接的十字和球具钎头取代了一钎头。建议用更具优势的复合片齿钎头（例如φ３８－３Ｐ１Ｃ，φ４０－４Ｐ１Ｃ，φ４２－Ｐ１Ｃ，φ４２－４Ｐ２Ｃ钎头）逐步更新目前广泛使用的一字钎头。同时建议推广使用ＤＹ     

锥形聚晶金刚石复合片和可旋转切削齿技术简介

PDC钻头有着较高的钻进效率,一直受到客户们的青睐,但它受所钻地层、孔深和温度等因素的制约,使得钻头切削齿寿命较低。最近几年,国内外专家针对如何提高切削齿性能开展了诸多研究,并取得了不少成绩。主要介绍了美国史密斯钻头的2项最新PDC切削齿技术——锥形聚晶金刚石复合片和ONXY 360旋转切削齿。实钻试验表明,采用这2种新型切削齿技术的PDC钻头,钻进效率和寿命都有了明显提高。     

粘结剂钴对于聚晶金刚石复合片热稳定性的作用机制

热稳定性是聚晶金刚石复合片(PDC)的一个重要性能指标。利用车削花岗岩法测定了PDC刀具的热稳定性能, 采用热分析法、工具显微镜和扫描电子显微镜观测了PDC刀具中粘接剂钴的分布与形貌以及热损伤情况。研究表明: 粘接剂Co热胀冷缩和氧化产生了热龟裂裂纹, 导致PDC刀具机械性能降低, 这是PDC刀具热稳定性下降的主要因素; PDC刀具中Co存在3种分布形式, 分别是金刚石间的球粒状Co颗粒、“Co岛”和叶脉状的Co分布, 其中以叶脉状分布的Co对PDC刀具的热稳定性影响最大。讨论了控制粘接剂Co分布与形貌以提高PDC热稳定性的方法。     

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。     

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。     

基于Pro／E的PDC钻头三维参数化布齿设计

合理的布齿是保证PDC钻头有优良工作性能的关键。在Pro／E中建立了切削齿三维实体模型和PDC钻头三维参数化实体模型，并编写了相应的计算程序．计算各个切削齿前后中心点的精确坐标，并对Pro／E模型进行验证。为PDC钻头布齿设计提供了可靠的依据，为PDC钻头精确布齿走向自动化打下了基础。     

动静载荷耦合作用下PDC刀具的失效机理

运用应力波理论分析了冲击-静压切削模式下PDC刀具的破损机理,得出了冲击应力波的幅值、入射角（刀具侵入角）、刀-岩接触间隙,以及在接触面上的多次透、反射造成加载-卸载-再加载的循环,对破岩效果和PDC刀具破坏有很大影响.在自行研制的动静态多功能岩石破碎试验台上,以砂浆块和花岗岩为试验对象进行了冲击-静压切削破岩试验.结果表明：在硬岩破碎中,PDC刀具的破坏模式主要是轴向崩裂、冲击压碎和径向崩裂3种;施加一定的静压可使刃面与岩面充分接触,有利于应力波的传播,从而提高破岩效果和PDC刀具的使用寿命.     

在复杂地层钻进物探震源孔系列钻头的研制与应用

在密山一带打物探震源孔 ,钻遇地层为胶泥、沙土、风化岩、青石板及河流石等。为此研制了一系列新式钻头 ,包括 98mm二翼刮刀钻头、 98mm三牙轮钻头、 98mm刮刀式PDC钻头及 1 1 8mm砾石流沙炮眼防卡钻头 ,前 2种钻头现场共应用 930口井 ,创造了极好的经济效益和社会效益。     

在复杂地层钻进物探震源孔系列钻头的研制与应用

中华人民共和国国务院总理朱钅容基 2 0 0 0年 1月 3 0日发布国务院第 2 79号令。宣布《建设工程质量管理条例》即日施行。该条例是为了加强对建设工程质量的管理 ,保证建设工程质量 ,保护人民生命和财产安全 ,根据《中华人民共和国建筑法》而制定的。凡在中国境内从事建设工程的新建、扩建、改建等有关活动及实施对建设工程质量监督管理的 ,必须遵守本条例。该条例分总则 ,建设单位的质量责任和义务 ,勘察、设计单位的质量责任和义务 ,施工单位的质量责任和义务 ,工程监理单位的质量责任和义务 ,建设工程质量保修 ,监督管理 ,罚则 ,附则等 …     

深孔PDC扩孔钻头研究及计算机辅助设计

介绍了深孔PDC扩孔钻头设计方法,参考了全面钻进PDC钻头设计理论,进行了冠部轮廓设计及等切削布齿理论研究,借助CAD/CAM/CAE一体化三维软件Pro/ENGINEER完成PDC扩孔钻头三维建模,参数化设计提高了PDC布齿的准确性,PDC扩孔钻头可应用到各种扩孔施工,应用前景十分广阔。     

取心PDC钻头主要几何参数对其强度影响的研究

取心PDC钻头由于其价格低、排粉空间大、效率高等优点,广泛应用于软-中硬岩层。其主要几何参数对切削齿强度影响的理论研究,迄今尚未见文献报道。利用ANSYS软件对取心PDC钻头模型在静载荷作用下的应力、位移进行了数值分析研究,获得该型钻头的主要几何参数对其强度影响的变化规律,为取心PDC钻头的设计提供了理论依据。     

煤层底板灰岩层注浆定向水平井用PDC钻头个性化设计

针对煤层底板灰岩层定向水平注浆井钻进工艺特点及灰岩层地层特性,通过分析现场地质特征及构造、钻孔设计以及井身结构等特点,对拟钻地层特性、钻进工艺以及常规钻头磨损情况进行研究,对钻头剖面形状、切削齿排布、切削齿安装角度以及金刚石复合片优选进行优化设计。新设计钻头采用抛物线剖面,极限密度布齿并针对关键部位增加后备齿加强的方案,降低钻头关键部位磨损,提高钻头攻击性,以通过数值模拟分析异形切削齿破岩效率,以强化鼻部切削齿,提高钻头抗冲击韧性,防止钻头冲击破坏。采用优化设计的钻头进行现场试验,使用寿命较常规PDC钻头提高58.18%|复合钻进平均速度较常规PDC钻头提高50%|定向钻进平均速度较常规PDC钻头提高56.52%,实现了灰岩层底板注浆施工优快钻井需求,为硬岩裂隙地层定向井钻进施工提供了钻头设计方案,为同类地层注浆井的施工提供了技术支撑。