耐高温电镀镍锰合金胎体金刚石钻头的钻进性能研究

深部钻探的复杂钻进条件对孕镶金刚石钻头的性能提出了更高的要求。为了提高电镀金刚石钻头的使用范围,研究了MnCl₂和丁炔二醇乙氧基化合物（BEO）对镍基镀层表面形貌、显微硬度和热稳定性的影响,对比研究了300 ℃退火1 h后纯Ni金刚石钻头、Ni-Mn金刚石钻头和添加BEO的Ni-Mn金刚石钻头的钻进性能。结果表明,300 ℃退火1 h后的纯Ni镀层显微硬度下降到300 HV。以此镀层为胎体的金刚石钻头由于胎体耐磨性过低,导致金刚石过早脱落,钻头寿命只有2.94 m。Ni-Mn镀层和添加BEO的Ni-Mn镀层都具有良好的热稳定性,300 ℃退火1 h后硬度分别提高到640 HV和693 HV。Ni-Mn胎体电镀金刚石钻头在退火后兼有合适的钻进寿命和钻进效率,钻头寿命可以达到4.67 m。而添加BEO的Ni-Mn胎体金刚石钻头在本文试验中由于胎体硬度过高,导致金刚石无法正常出刃而失效。     

电镀镍锰胎体金刚石钻头的应用

对电镀镍锰胎体金刚石钻头和镍钴胎体钻头的使用情况进行了对比。实践证明，镍锰胎体钻头特别适用于钻进坚硬破碎、强研磨性地层和软硬交替的地层。     

电镀金刚石钻头电镀机理的探讨

着重阐述了电镀金刚石钻头中人造金刚石电镀包镶机理、电镀液主盐硫酸镍的选择及胎体镀层合金金属共沉积的形成机理与条件。     

中国电镀金刚石钻头的研究与应用

采用低温工艺制造金刚石钻头并成功用于钻探工业，在世界范围内我国属于首创。较全面地介绍了我国电镀金刚石钻头的制造工艺特点，为适应各种地层钻进需要而研制的钻头种类以及应用于地质钻探领域和延伸到其它工业部门的使用效果。     

电镀钻头中金刚石的选用原则

金刚石是电镀钻头主要的钻进和切削元件,其性能的好坏对钻头的工作效率和使用寿命有着直接的影响。要充分了解金刚石的性能,掌握并利用各种检测手段,才能合理选择出性价比高,又能满足钻头需要的金刚石。主要对金刚石的性能和检测方法以及电镀钻头中如何选用金刚石进行了介绍。     

超声波在电镀金刚石钻头工艺中的应用与研究

在常规电镀液中引入超声波技术,通过超声波电镀金刚石钻头与普通电镀金刚石钻头在制造周期、镀层表面形貌、镀层显微硬度及综合钻进性能的对比表明:超声波电镀金刚石钻头的制造周期缩短近50%、镀层的显微硬度提高近100%;同时,超声波电镀金刚石钻头的综合钻进性能也增强了近25%,产品有巨大的市场价值和良好的应用前景。     

镍钴双阳极对电铸合金铸层性能的影响

采用镍钴双阳极电铸工艺制备镍钴合金铸层,研究不同钴阳极面积及电流密度对铸层钴含量和显微硬度的影响。结果表明：随着钴阳极面积的增加,电铸液中钴离子的浓度升高,铸层的钴含量和显微硬度逐渐增加。随着钴阳极电流密度的增加,铸层的钴含量和显微硬度先下降后升高,钴阳极电流密度3A/dm2时对铸层钴含量和显微硬度影响最显著。在镍阳极电流密度3A/dm2,钴阳极电流密度1A/dm2,镍钴双阳极面积相等时,铸层的钴含量最多,显微硬度最高,为523.5HV。     

激光粒度仪测定镍钴锰三元材料前驱体粒度的研究

以去离子水作为分散介质,采用马尔文激光粒度仪对镍钴锰三元材料前驱体进行粒度测定研究。考察了遮光度、搅拌速度、超声强度、超声时间、分散剂及其用量等测定参数对样品粒度测试结果的影响,确定了镍钴锰三元材料前驱体粒度分析的最佳条件为:以5%(NaPO₃)₆为分散剂,遮光度10%,搅拌速度2 400 r/min,超声强度100%,超声时间60 s,在此条件下测得的样品粒度分布呈较好的类正态分布,结果重现性好,相对标准偏差小于0.5%,数据准确可靠。     

电镀热压人造金刚石孕镶块嵌齿薄壁钻头的研制

采用低温电镀工艺 (室温 )生产热压金刚石孕镶块钻头 ,或者说把金刚石孕镶块镶嵌在钻头钢体上 ,然后在其表面镀覆一层金刚石复合镀层使其与钢体相结合从而使其避免银焊对金刚石的二次热损伤 ,使这种钻头具有胎体性能可调性好和内外保径强的优点。经探索性试验 ,取得了较好的效果 ,受到了用户好评     

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。     

孕镶金刚石钻头及工具广谱性研究的现状及其发展

介绍了广谱性孕镶金刚石钻头及工具的现状，论述其研究意义、必要性及未来需要的支持性的研究工作。     

关于薄壁金刚石钻头胎体性能的探讨

对薄壁金刚石钻头胎体进行了性能分析和配方设计探讨，尤其根据被钻切介质对钻头胎体性能的要求作了较详细的分析，从理论分析结合实践经验筛选出了钻切建筑石材和各种钢筋砼的钻头胎体配方，在生产中满足了钻头工作条件的要求。     

青海东昆仑、祁曼塔格地区金刚石钻头的研究

针对青海省东昆仑、祁曼塔格地区的典型硬岩强研磨性地层情况,对孕镶金刚石钻头胎体材料、金刚石浓度、烧结工艺等方面进行分析研究,并对钻头进行了台架、野外试验。根据各项理论分析结合实验数据,确定了钻头的设计方案,研发出了适用于该地区硬岩强研磨地层钻进的孕镶金刚石钻头。     

根据岩石力学性质设计及合理使用金刚石钻头专家系统的研制

经过系统分析总结钻探专家们根据岩石力学性质设计及合理使用金刚石钻头方面的知识和经验，选择了合适的工具，编制成相应的专家系统，便于推广应用。     

金刚石钻头性能量化表示研究

通过定量分析中严密的理论计算与推导 ,得出了孕镶金刚石钻头时效和寿命与钻头有关参数的量化关系。研究表明 :定量研究结论与有关定性结果完全吻合 ,这说明通过研究得出钻头性能与参数间的定量关系是可行的 ;可以用于指导钻头的参数设计 ;可以根据钻头的设计参数预知钻头的性能情况     

TiAlN涂层对钛合金的热腐蚀防护作用研究

钛合金在高温含盐环境下服役时,易发生高温腐蚀现象。为了提高钛合金抗高温腐蚀性能,采用离子镀技术在TC4钛合金基体上沉积了TiAlN涂层,并研究了涂层的抗高温腐蚀防护性能。研究结果表明：TiAlN涂层结构均匀稳定、与基体结合良好,表面生成了少量的熔滴颗粒,涂层由Ti(Al)N物相组成;TC4基体经550°C腐蚀后,在表面形成了尺寸较大的凸起,较厚的腐蚀产物膜由TiO₂相组成,腐蚀产物的结构疏松、分层、无保护性,表明TC4基体的抗腐蚀性较差;而TiAlN涂层表面的熔滴被氧化腐蚀,在涂层上方形成了一层均匀、致密、连续的Na₂Al₂Ti₆O₁₆钠盐产物膜,涂层内部并未出现开裂、分层现象,表现出涂层较好的抗腐蚀性。     

金刚石钻头钻进过程中金刚石磨损规律试验研究

通过对人造岩石(瓷砖)进行钻进试验，并在试验过程中采用连续显微照相和称重的方法，对人造金刚石孕镶钻头在钻进过程中金刚石的磨损规律进行试验研究。实验结果表明，如能提高金刚石的包镶强度和金刚石本身的强度，减少金刚石脱粒和破碎，则金刚石钻头钻速和寿命能够大幅度提高。     

热压高磷铁基胎体性能及其金刚石钻头研究

针对在硬而致密岩石中钻进时效低和钻头使用寿命短以及传统金刚石钻头胎体材料价格高等众多难题,采用混料回归试验设计方法,进行了替代碳化钨基金刚石钻头胎体材料的新型铁基胎体配方的试验研究;分析了热压钻头的金刚石出刃与岩石研磨性等岩性之间的内在联系,认为钻头的胎体成分及其性能是关键.因此,从热压金刚石钻头的胎体成分与性能研究入手,经过反复的试验研究与优化组合,研究出热压高磷铁基孕镶金刚石钻头的胎体材料,并试制出金刚石钻头.在室内对可钻性Ⅸ级岩石进行钻进的试验表明:钻进时效平均达到1.91 m,钻头平均工作寿命达到60.26 m.试验结果表明,高磷铁基胎体是一种性能良好的金刚石钻头胎体材料,且该类型胎体的热压金刚石钻头是一种成本明显降低、具有广谱性能的金刚石钻头.