金刚石复合片钻头在煤田钻探中的应用

我队近一年来来用国产S75绳索取心钻具并配以地矿部北京钻探工具厂生产的金刚石复合片钻头（φ78mm），在陕北某煤田复杂地层钻进中，取得单只钻头进尺达到621.42m的好效果。     

安全高效钻探用梯度结构金刚石复合片制备技术研究

在油气钻井、深部地层钻探中,聚晶金刚石钻头有着广泛的应用。聚晶金刚石复合片（PDC）由聚晶金刚石层与硬质合金基体所组成。由于聚晶金刚石层与硬质合金基体的热膨胀系数等性质差异,PDC在烧结冷却后内部会存在巨大的残余应力。为降低PDC内部的残余应力,本文提出了一种梯度结构金刚石复合片的制备技术。通过以熔融沉积成型加烧结的工艺方法,确定了梯度结构金刚石复合片的制备技术路线;对制备出的梯度结构金刚石复合片的微观形貌及残余应力的分布情况特征等进行分析;进行室内钻进试验验证了梯度结构金刚石复合片的钻进性能。结果表明,熔丝制造工艺制备的梯度结构金刚石复合片在聚晶金刚石层和梯度层界面处存在1.4 GPa的压应力,显著提高了层间结合能力,相比常规复合片钻进效率提升约36%且使用寿命更长。     

关于钻探工程全面提速问题的探讨

综述了钻探工程全面提速所涉及的几方面研究内容,重点论述复合片钻头在硬岩钻进中损坏的原因并探讨提高钻探硬岩钻探效率的途径.     

聚晶金刚石复合片锚杆钻头性能试验研究

为研究聚晶金刚石复合片锚杆钻头的性能,选择4种钻头进行现场试验,得出当岩性硬度系数在7～10之间时,矩形水眼型钻头的钻进速度要优于圆形水眼型钻头;在岩屑颗粒比较大的顶板岩层中钻进宜选用矩形水眼型钻头,在岩屑呈粉末状的顶板中,宜选用圆孔水眼型钻头;钻头的钻进速度随着岩性硬度系数的增加大致表现出线性降低,使用寿命随着岩性硬度系数的增大呈线性逐渐降低;磨损区优先出现在复合片的顶部和外侧边缘,破口断面不规则,表现为片状剥落.     

岩心钻探用金刚石碎岩工具现状,发展趋势和工业金刚石,碎岩工具的市场情况

金刚石岩心钻探工作量逐年增加,金刚石碎岩品种不断增多,金刚石钻探工艺日趋完善,这是当前世界范围内金刚石钻探总的情况。人们予料,往后十年天然和人造金刚石碎岩工具产量还会大幅度增加,技术经济指标将有明显提高。金刚石钻头品种开发国内外均作了不少工作,我国大约有500多个品种,苏联有700多     

聚晶金刚石复合片耐磨性的表征

耐磨性是聚晶金刚石复合片(PDC)的一个重要性能指标, 现有的烧结体质量磨耗比实验和称量方法存在明显的缺陷, 为此建立了PDC体积磨耗比的计算方法, 能够用它评测PDC耐磨性的优劣。PDC车削花岗岩时的磨损过程可以分为初始磨损阶段、快速磨损阶段和稳定磨损阶段。PDC车削花岗岩过程中, 刀具的磨损是由于冲击与磨削同时作用的结果, 且以“磨为主, 冲为辅”。     

锚杆钻头金刚石复合片的切割

主要介绍应用电火花线切割机床切割加工锚杆钻头用的金刚石复合片超硬材料的设备改造和切割工艺，总结了金刚石复合片超硬材料电火花线切割机床加工切割的经验。     

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。     

聚晶金刚石复合片聚晶层的冲击破坏研究

提出了一种倾斜冲击破坏实验方法, 能够实现对聚晶金刚石复合片(PDC)聚晶层的冲击破坏试验。采用数显工具显微镜和扫描电子显微镜对PDC聚晶层冲击破坏断口进行观测, 结果表明, 新的实验方法使PDC处于近刚性接触的环境下, 实现对PDC聚晶层点-面的冲击破坏, 能够评价聚晶层抗冲击破坏能力的大小; 在冲击破坏过程中, 聚晶层冲击点边缘部分形成多条形变带, 沿形变带破坏产生裂纹并长大而形成断裂面。并对PDC聚晶层冲击破坏的机理进行了讨论。     

硬致密泥岩钻进的新型复合片钻头的研究与应用

介绍了一种新型齿形的复合片钻头，在硬致密泥岩中钻进，与常规复合片钻头相比，具有很高的钻进效率和高的钻头寿命，解决了泥岩钻进效率低的难题。     

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。     

坚硬致密岩层钻进用热压金刚石钻头的研究

针对坚硬致密岩石钻进中遇到的钻头打滑、钻进效率低的问题，通过改变弱包镶材料，加入强化的石墨颗粒，进行试验与研究，获得了颗粒状石墨能提高金刚石出刃的初步效果。随后对石墨颗粒的粒度和强化程度进行反复试验，得到石墨颗粒的粒度、含量和强化程度对金刚石出刃的影响关系；在此基础上研制成新型的热压金刚石钻头，生产试验表明能明显提高金刚石钻头的出刃效果，达到了提高钻进效果的目的。     

煤矿井下硬岩定向钻进PDC钻头选型及试验分析

为了提高煤矿井下硬岩定向钻进的效率,在分析硬岩定向钻进PDC钻头的结构要求的基础上,选择了3种不同类型的PDC钻头进行煤矿井下硬岩定向钻进试验。试验结果表明,平底型PDC钻头不适用于定向钻进硬岩,而三翼抛物线型钻头和四翼平角型钻头在定向钻进硬岩时,表现出长寿命、高效率等特点,适合于定向钻进硬岩地层,大大提高了煤矿井下定向钻进硬岩地层的效率。     

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.     

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。     

有关金刚石钻进原理的研究

结合试验研究及国内外经验 ,提出以控制钻头切入量为准的钻进规范 ,获取最优化钻进 ;依据增大切入量原则 ,分析、论述研究优质大粒聚晶体的必要性和可能性 ,突破现用金刚石钻进的局限 ;分析了当前专业技术状况 ,提出加强科学试验和研究的重大意义。     

弹塑性致密泥岩用新型尖齿PDC钻头的研制与应用

分析了常规复合片钻头钻遇弹塑性致密泥岩钻进效率低的主要原因,并在此基础上研制了适用于该种地层的新型尖齿PDC钻头。通过对PDC切削齿几何结构的改进、切削结构和水力结构的优化设计而研制的新型钻头,在现场试验中取得了良好的钻进效果。平均寿命高达300 m,平均钻进时效3~4 m,解决了弹塑性致密泥岩钻进效率低的难题,为类似地层的钻探施工提供了一种高效实用的新产品。     

改进型PDC钻头切削齿室内破岩试验研究

表面带碳化钨保护层的新型聚晶金刚石复合片既可保持复合片的自锐特性及耐磨性，又可以避免切削齿的崩裂、掉块现象。试验结果表明，在硬地层中，新型ＰＤＣ切削齿在钻速、切削齿强度和寿命方面与常规ＰＤＣ齿相比具有更好的工作性能。     

瓦斯地质钻探中复合片钻头损伤原因及其使用工艺

通过对复合片钻头残体的大量观察、分析,对不同的钻头残体从瓦斯地质条件,钻进工艺条件,泥浆泵压、泵量等方面进行了综合的分析,并对存在的问题从技术角度提出了设计方面的要求,从工艺方面提出了应用方面的要求等。要提高瓦斯地质钻进中复合片钻头的使用效能,必须从综合角度来提高总体的技术水平。