金刚石复合片(PDC)的缺陷分析及优化制备

针对高温高压(HPHT)合成金刚石复合片(PDC)常出现的缺陷问题, 对PDC腔体组装及制备工艺进行了优化。结果表明, 稳定均一的温度、压力场以及适量的烧结助剂是合成优质PDC的关键。在HPHT条件下(5.2～5.6 GPa, 1 400 ℃, 5 min), 通过选用传压保温效果好的绝缘坩埚及屏蔽材料作为腔体组装, 采用Ni、Fe基合金高压熔渗法及保压慢降温工艺, 成功制备了Φ8、Φ15 mm的PDC, 其具有致密的组织结构, 缺陷几率明显降低; PDC磨耗比为10⁴数量级, 热稳定温度约为800 ℃, 金刚石层具有较低的残余压应力(低于0.16 GPa)。最后选用优质PDC样品进行了刀具试制, 刀具的实际使用效果良好。     

近期国内文献资料、专利题录选辑

5601Φ38m m腔体粉末触煤工艺合成高品质金刚石研究5602叶蜡石性能对合成金刚石的影响5603镀镍金刚石的制造及应用研究5604试论我国金刚石行业超高压技术的发展道路问题5605粉末材料合成金刚石工艺的暂停时间与加热曲线的选择与过烧判定5606新金刚石的研究现状5607不同速度下石     

关于钻探用粒径≥0.5mm单晶金刚石合成工艺的研究

在分析国内外人造金刚石合成技术现状的基础上,详细介绍了粒径≥0.5 mm高品质金刚石合成工艺研究项目的核心技术以及研究后获得的主要技术指标,项目的技术成果包括金刚石产量、质量、产品颜色、透明度、晶形和高强比均明显优于原工艺;项锤消耗降低;能量消耗大幅下降等.     

界面生长型小尺寸金刚石聚晶研制

在分析国内外钻探用金刚石聚晶应用及性能的基础上, 研制开发方形□1×1×1界面生长型金刚石聚晶, 具体采用0.05 mm钴片或钴铁片(5%铁)扩散工艺, 对工艺组装制备及合成工艺条件进行较详细分析论证, 建立一种类似美国GE公司产品性能的界面生长型金刚石聚晶合成工艺, 采用强酸处理方法进行去除残余金属钴, 对合成产品进行电子探针、转靶X射线衍射等分析, 研究证明其结构基本是D-D键结合的高晶体, 金刚石晶粒之间是D-D键错综连接形成多孔网状结构, 产品具备高自锐性和热稳定性, 是取代大颗粒天然和人造单晶理想选择, 最后对生长机理进行初步分析, 并提出界面生长机理, 金刚石颗粒在金属Go作用下在晶体界面处以D-D键结合生长过程。     

聚晶金刚石复合片钻头的失效形式及工艺分析

通过对聚晶金刚石复合片钻头的失效形式及相关工艺过程的分析,指出了在PDC钻头的加工使用过程中应该注意的问题,对提高PDC钻头的加工水平和延长使用寿命,有一定的借鉴意义。     

浅谈生产高品质金刚石的途径

分析了用六面顶压机和两面顶压机合成人造金刚石单晶的各项技术经济指标, 提出了两面顶压机是生产高品质金刚石的有效途径。粉末触媒的应用, 开辟了六面顶压机合成某些粒度高品质金刚石的新途径。     

硬岩钻进用仿生PDC切削齿优化与破岩机理研究

为了提高聚晶金刚石复合片(PDC)切削齿的破岩效率,将仿生非光滑理论应用到PDC切削齿的表面形态设计中,通过对波浪形、三角形和梯形金刚石层表面形态的仿真模拟,优选出三角形表面形态为最佳结构;以φ13.44 mm×8 mm的PDC切削齿为例,通过仿真模拟对三角形凹槽数量进行了分析,最终确定3个三角形凹槽为最佳;按照确定的优化设计方案,根据不同材料和工艺设计加工了4种大锯齿仿生PDC切削齿,通过微钻试验台进一步对比分析了仿生PDC切削齿与平面PDC切削齿的钻进效率。结果表明:大锯齿仿生PDC切削齿钻进效率明显优于普通平面片,但是破岩过程中容易出现"崩片"现象,为保证使用寿命,在材料和加工工艺方面应比普通平面片要求更高。     

聚晶金刚石复合片钻头的类效形式及工艺分析

通过对聚晶金刚石复合片钻头的失效形式及相关工艺过程的分析，指出了在PDC钻头的加工使用过程中应该注意的问题，对提高PDC钻头的加工水平和延长使用寿命，有一定的借鉴意义。     

钻采业用复合片(PDC)和聚晶(PCD)的最新进展

金刚石复合片(PDC)和聚晶(PCD)是金刚石产品的重要分支.在分析国内外资料基础上,提出提高其产品质量的主要方法,采取各种措施完善PDC性能,探讨了提高钻采业用复合材料工具(PDC、PCD、DEI、TSP)质量的有效途径及前景.     

提高聚晶金刚石复合片钻头加工水平的研究

<正>兖州矿业(集团)公司机械制修厂通过对聚晶金刚石复合片(PDC)钻头失效形式及相关工艺过程研究,总结出在PDC钻头加工使用过程中应注意的问题,对提高PDC钻头加工水平和延长使用寿命有一定的借鉴意义。     

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。     

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。     

广谱性金刚石钻头国内外研究现状及发展趋势分析

随地球浅层资源消耗殆尽,资源勘探开发不断向深部进军,所遇地层条件愈加复杂,坚硬致密地层、强研磨性地层等复杂地层条件成为深部钻探的重大阻碍。金刚石钻头广泛应用于地质资源开发,因此对金刚石钻头综合性能要求也随之提高,然而现有的金刚石钻头只能适用于某一地层,需要经常更换,因此,研发地层适用性好、钻进效率高、钻头寿命长的广谱性金刚石钻头是克服深部钻探任务的重要内容。近年来,金刚石钻头发展迅速,在结构、品类与性能等方面都得到了较大提升,同时也存在一定提升空间。本文介绍了近年来广谱性金刚石钻头的研究现状与取得的重要进展,包括钻头结构及胎体性能方面的提升及应用,随后针对现有的广谱性金刚石钻头研究成果,提出了金刚石钻头的研究难题以及未来发展方向。通过本文对广谱性金刚石钻头的发展趋势总结,揭示了金刚石钻头制作技术和应用领域的新型研究方向,对我国油气勘探及矿产资源开发领域广谱性金刚石钻头研究有一定借鉴意义。     

人造金刚石在中国地质钻探中的应用

人造金刚石于７０年代开始在我国地质钻探中推广应用。除人造金刚石单晶外，还采用了聚晶、复合片以及其它烧结体或镶嵌体。从钻头制造到钻探设备、工具、仪器以及钻探工艺等一系列科研成果用于生产，并进行了多项相关理论的研究。建立了钻探设备和工具两个质检中心。所有这些大大地推动了我国钻探工程的技术进步。     

仿生孕镶金刚石钻头在漠河冻土区天然气水合物勘探钻进中的应用

仿生孕镶金刚石钻头具有高效、耐磨的特点,符合漠河天然气水合物勘探的要求及漠河钻探施工现场的条件。介绍了符合漠河地层特点的仿生孕镶金刚石钻头的设计与制造。同时对效果不理想的钻头的钻进情况进行了分析,提出了评价钻头性能时需要综合分析,从而客观、真实地反映钻头的实际钻进能力。漠河天然气水合物MK-2科学钻探试验井的钻进结果表明,仿生孕镶金刚石钻头的寿命比普通孕镶金刚石钻头长73%,钻速比普通孕镶金刚石钻头高22%。     

孕镶金刚石钻头设计与制造新技术回顾与展望

高性能孕镶金刚石钻头的研制是钻探工程尤其是深部坚硬地层提高钻探效率、降低钻探成本的关键手段之一。本文从钻头胎体、结构和制造工艺3方面综述了孕镶金刚石钻头设计与制造的新技术,针对钻头胎体设计,介绍了胎体对金刚石把持力的调控研究,特别是胎体强化和胎体弱化这2大方向,并阐述了胎体自润滑钻头的设计机理;从唇面结构和水路系统的设计等方面论述了孕镶金刚石钻头结构设计的新思路;讨论了典型孕镶金刚石钻头设计技术,分析了钻头制造工艺现存的问题,并认为未来采用3D打印制造复杂结构孕镶金刚石钻头具有广阔的应用前景。对及时了解和掌握国内外孕镶金刚石钻头设计与制造技术和理论的最新进展,加快高性能孕镶金刚石钻头的研发具有重要意义。     

松科一井（主井）取心钻进工艺

松科一井的科学目标之一,是通过厘米级样品的取样与分析,建立全球范围内可对比的、高分辩率的陆相白垩系综合地质剖面,将传统地质学百万年的时间分辨率提高到万年尺度。因此,岩心采取率指标对松科一井的地质研究具有极其重要的意义。根据主井不同地层,研发与选用硬质合金、PDC、孕镶金刚石3类12种结构形式的钻头和2种隔液保形单动双管取心钻具,采用转盘单回转与螺杆马达 转盘复合回转钻进工艺,在长井段复杂地层取心钻进1630.41 m,获原状砂样采集率82.07%、岩心采取率94.92%的技术指标。详细介绍了取心钻具结构与钻柱组合、取心作业的难点,及相应的工艺措施与技术效果。     

降低岩心钻探成本的途径及金刚石钻头经济效果的评价

通过对钻探成本构成的分类，推导出钻探成本公式。进而提出降低成本的途径。并提出用钻头钻进成本定量地评价金刚石钻头的经济效果。     

国内外钻探用金刚石复合片性能的研究

主要介绍国内外金刚石复合片性能及采用四高复合片钻探硬岩的初试,为快速钻探提供一个新的途径.     

塔里木山前地区超深井钻井提速技术研究

塔里木山前地区地质条件复杂,钻井速度慢。通过优化井身结构,优选钻头,应用扭力冲击器+PDC钻头提速技术、涡轮+孕镶金刚石钻头复合钻井技术、防斜打快技术、BH-WEI钻井液体系,形成一套钻井提速配套技术。提速技术应用的9口井中,井身质量合格率100%,井斜小于0.5°,平均机械钻速1.5 m/h,较之前提高46%,平均单只进尺提高4.54倍,平均钻井周期206 d,较之前缩短27.8%,复杂时率为1.7%,较之前降低57.5%。结果表明,钻井提速配套技术能够大幅度提高机械钻速,可缩短钻井周期。