延长金刚石钻头寿命和提高金刚石钻头钻速方法的探究

金刚石的寿命是评价金刚石钻头好坏的标准。高寿命金刚石钻头是当今钻探界研究的一个重要课题。而高钻速是人们追求的一个目标。就这一难题提出重要的意见。     

深孔钻探金刚石钻头技术研究

介绍了能大幅提高深孔钻探效率、降低钻探成本的金刚石钻头——高效长寿命金刚石钻头的设计制造及工程应用效果。这种钻头包括两种结构形式——单水口高胎体金刚石钻头和双水口高胎体金刚石钻头。研究设计的新型高效长寿命金刚石钻头在钻速提高20%的前提下,寿命比常规钻头提高了200%,有效解决了深孔弱研磨性地层和强研磨性地层钻头寿命短的难题,取得了良好的效果。     

孕镶金刚石的性能测定

目前金刚石钻头已日益广泛地得到应用,给穿孔技术带来了新的进展,然而金刚石钻头成本有的高达整个钻探成本的40％,因此,如何提高钻头寿命,降低成本.是一个值得重视的问题。钻头寿命与被它钻进的岩石之间的适应性有直接关系,在特定的岩石条件下,金刚石钻头的寿命取决于它本身性能.而要准确地掌握钻头性能,就必须有一种测定其性能的理论依据与科学方法。为此,作者提出锋利性和耐磨性两个指标来表示孕镶金刚石钻头的性能,对解决钻头性能测试的定量化问题提供了方便。     

高胎体金刚石钻头设计制造中的几个关键技术

为满足深部钻探需求,市场上出现了多种高胎体金刚石钻头。在野外钻进中,与普通金刚石钻头相比,高胎体金刚石钻头的使用寿命虽有提高,但并没有取得预期的理想效果。通过分析国内外几种高胎体金刚石钻头的优缺点,找出了影响高胎体钻头寿命的关键技术,并对这几点关键技术作了进一步的分析与研究。     

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%。     

针对复杂地层金刚石钻头的改进与应用

复杂地层的钻进与取样问题一直是钻探行业的一个技术难题。由于地层结构的杂乱无规律、软硬互夹层多、换层频繁以及破碎层硬、脆、碎的特性,使得在钻探施工过程中钻头寿命低下,频繁提下钻导致坍孔、掉块、缩径、漏失、涌水等事故经常发生,钻探效率难以提高。针对以上问题,根据目前钻探施工普遍采用的金刚石绳索取心钻探工艺,通过试验对金刚石钻头进行设计与改进,提高钻头的钻进效率与使用寿命,可大幅提高钻探效率并减少事故发生率,从而取得良好的经济效益。     

岩心钻探金刚石钻头的非正常磨损

我局近几年来逐步推广金刚石钻探，取得了较好效果，但由于设备、工艺不配套和技术操作等原因，直接影响了钻头寿命的提高，最近对一批钻头进行分析发现，非正常磨损的比重达69.4％，连同钻头售价不合理导致钻探成本人为增高，成为金刚石钻探发展的障碍。影响钻头寿命因素很多，从金刚石质量、钻头加工方法、地层的适应性到钻进工艺和技术操作都和钻头的综合经济指标紧密相连，钻头长寿命要经过设计、加工、管理和现场操作人员的共同努力。操作中的微小疏忽，将会导致钻头的非正常磨损或损坏，所以每一回次终了，要仔细观察钻头形态变化，正确判定磨损原因，及时采取措施。     

破碎地层钻探中孔底局部反循环钻具的设计与应用

小口径金刚石钻头在破碎地层中钻进时,经常遇到提下钻频繁、回次进尺短、钻头寿命低及取芯困难等问题,直接影响着钻进效率、钻孔质量和钻探成本。怎样解决在破碎地层中的取芯问题,是小口径金刚石钻探急需解决的技术关键之一。在河南省灵宝市南山矿区崟鑫金矿普查的地质钻探施工过程中,遇到了上述情况,通过将钻具的结构改成分压式孔底局部反循环,使这一问题得到有效解决。     

金刚石钻头的非正常磨损与变形

在金刚石钻进过程中，金刚石钻头的消耗占钻探成本的很大比重。当前，不少局、队严格注意了钻进规程，钻头平均寿命明显提高，每米金刚石消耗显著下降，其中以湖北省地质局效果最为显著，1977年全省钻头寿命平均为42米。本文对湖北三队上百个钻头的磨损进行了分析，就非正常磨损与变形找了原因，这对各使用单位改进操作，提高技术，有较大启发，对钻头制造单位提高钻头质量也有参考作用，故特发表此文，供有关单位参考。     

深部探测金川预导孔深孔钻探钻头的应用与分析

在深部探测和科学钻探的施工中,钻头的合理选择和使用是提高深孔硬、脆、碎岩层钻探生产效率的最重要因素之一。针对金川科学钻探深部钻进中的特殊地层岩石进行分析,利用扫描电镜研究钻头中金刚石的分布、包镶和出刃,找出合适的钻头胎体材料和金刚石工艺参数,延长钻头寿命,提高钻探效率。     

论评选金刚石钻头的标准

评价金刚石钻头长期一直沿用:钻头寿命、每m钻头成本或钻头指数(时效×钻头寿命/钻头单价)作为评价标准。虽然从某个局部的意义上是对的,但从金刚石钻进最终的目标:要以最快的钻速,获取最低的成本效益是不完全一致的。所以上述评价标准又是非常不全面的。钻头的钻速指标在钻探成本中的关键作用,没有引起足够的重视,这在国外已经是相当明确的事。笔者认为:评价钻头优劣的唯一标准,只能是:在一定的技术条件和施工条件下,被评价的钻头能以最高的钻速,具有一定的钻头寿命,以实现最低的钻探成本为标准。本文的任务,就是要论证金刚石钻头时效和寿命对钻探成本各自影响的程度,建立相应的计算公式,以达到量的比较。评选出能创造最佳经济效益的钻头,故对公式中将要出现的成本项目及其特性,有必要作些介绍及归类。     

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。     

钻进打滑地层用孕镶金刚石钻头设计探讨

在极坚硬地层钻探施工过程中，经常出现钻头打滑现象，给钻进带来了极大的困难，钻孔施工周期长，增加了施工成本。针对打滑地层孕镶金刚石钻头钻进难题，提出了提高胎体硬度、降低扇形块的面积、加大水口面积的设计思想；为了提高钻头的寿命，提出了将制作金刚石增强型硬质合金复合齿的工艺、配方应用到制作孕镶金刚石钻头的设计思路。通过室内微钻试验，结果表明这种孕镶金刚石钻头具有高时效、长寿命等优点．为解决打滑地层钻进提供了新思路。     

金矿复杂地层金刚石取心钻头选型试验研究

金矿复杂地层金刚石钻进存在岩石坚硬、地层打滑、漏失等问题,影响钻头寿命和钻进效率。在山东招远某金矿勘探中,通过对3个单位制造的金刚石钻头进行现场对比试验研究,证明JBD-75S仿生金刚石钻头在提高钻头寿命方面具有较大的优越性,适合该复杂地层钻进。     

推广小口径钻进的初步体会

我局72年开始进行金刚石小口径钻探，到79年底共完成混合进尺十二万二千多米，有7个队先后开动过金刚石小口径钻机，占全局12个钻探队的58％；79年共有3个队共开动16台小口径钻机，占全局计划开动钻机的23％左右，完成混合钻进工作量44050.18米，约占全局完成工作量的30％，平均台效396米。使用天然金刚石钻头330个，进尺29759米，平均钻头寿命90.4米，最高钻头寿命904.31米。使用人造金刚石钻头21个，进尺558.43米，平均钻头寿命24.4米。79年全局共完工小口径钻孔108个，优质孔81个，占75％。     

日本金钢石钻头技术

日本初期使用的金刚石钻头与世界上其他国家一样,就是在钻头体上镶嵌着黑色金刚石(卡帮),价格比较昂贵。1935年以后,由于粉末冶金技术的发展,价格便宜的“包尔兹”逐渐应用于钻探,代替了黑色金刚石。现在所说的金刚石钻头,大部分指包尔兹钻头。一、日本岩芯钻探用金钢石钻头 1.金刚石钻头种类金刚石是目前     

低品级金刚石钻头的使用情况

利用低品级金刚石也是降低金刚石钻探生产成本的一项重要措施。我大队曾购买一批低品级的人造金刚石，其抗压强度为8000—9000公斤/平方厘米。曾委托武汉探矿厂烧结金刚石钻头。我大队共使用这种钻头32个，取得了较好的技术经济效果。在9级为主的石英闪长岩（有少部分8级闪长岩与11级细粒花岗岩脉）地层钻进，平均钻头寿命54.49米，超过九十米的钻头有六个，其进尺分别为96.2～175.32米，占钻头总数的19％。其中1979年一○二机使用的四个钻头，平均钻头寿命达到84.24米，平均时效1.92米，达到了较高的水平。     

电铸金刚石钻头胎体的研究

电铸金刚石钻头的制作是在较低温度下进行的，因此金刚石不受损伤，加之这种方法所需设备投资少，消耗能源少，生产成本低，因而七十年代以来，电铸金刚石钻头的制造方法引起了国内外的广泛注意。近几年来，国内不少单位相继开展了电铸金刚石钻头的研制，提出了不少配方，研制了大量钻头，也进行了广泛的生产试验。七七年国家地质总局在西安通过了对临潼东风电热元件厂等四单位研制的电铸金刚石钻头的初步鉴定。事实证明，我国研制的电铸金刚石钻头已达到一定水平，有一定实用价值。近两年来，不少单位反映电铸金刚石钻头性能不够稳定，钻头寿命或高或低，体现不出低温加工的优越     

R系列聚晶金刚石压块钻头

R系列钻头是克瑞斯登森公司制造的一种新型聚晶金刚石钻头。本文介绍了金刚石压块钻头在钻探方     

提高金刚石钻头进尺的体会

金刚石钻探技术经济指标的好坏，在很大程度上取决于金刚石钻头的使用效果，如何使金刚石钻头钻速高，寿命长，消耗低，是摆在我们面前的重要课题。