制造金刚石工具的新设备和合成聚晶金刚石材料的新方法

Craelius公司是世界上主要生产钻探设备和钻具韵公司之一,它在瑞典、英国、法国、西德和澳大利亚设有五个分公司。该公司创建于上世纪末,是首先研制孕镶金刚石钻头的公司之一。 Craelius公司英国分公司专门生产金刚石钻具,包括用Diamy天然金刚石补强的单层钻头和扩孔器,以及Diaborit孕镶钻具。公司研制了Diaborit孕镶钻具的新胎体K-matrix。这种孕镶钻具在钻进中等硬度和含有大量石英的坚硬岩石时能始终保持高的机械钻速,因而能降低钻探成本。这种钻头都经过De Beers公司生产的高强度合成金刚石SDA 100的补强。     

怎样用好金刚石钻头问答

一、在金刚石链进中是怎样划分岩石性质的? 答:由于金刚石钻头破碎岩石的原理与钢粒钻进不同,与硬质合金钻进也不完全相同,如果仍然沿用大口径钢粒和硬质合金钻进时所用的可钻性等级来划分金刚石钻进的岩石性质,显然是不合理的。因此,目前大家以岩石磨损金刚石钻头的三种主要怍用进行划分岩石的性质。以岩石的研磨性强弱分为三等:     

岩心钻探聚晶金刚石钻头的革新

De Beers公司Richard Shafto博士认为,把热稳定的聚晶金刚石(PCD)切削件用于回转钻进中,能取得与孕镶钻头同样的效果。新型PCD钻头的钻速是孕镶钻头的三倍或四倍,使用寿命一样。在压强为240 MPa(兆巴)的南非坚硬辉长岩中钻进超过16m,钻速可达600 mm/min。     

地质勘探钻进中合成超硬材料的采用

本文较系统地介绍了苏联研制的人造聚晶金刚石、金刚石—硬质合金复合片和金刚石单晶等多种合成超硬材料,介绍了采用这些超硬材料制造的各种地质岩心钻探钻头及其相应的钻探规程参数和工艺,并分析了实际钻进试验时的技术经济效益。     

金刚石钻进破碎过程的有效作用系数

本文在全面分析金刚石钻进碎岩过程诸影响因素的基础上,提出了可供评价对比钻头结构的有效性标准K_■,并指出该系数可以作为对不同类型金刚石钻头进行分级的判据之一。     

热等离子体反应器中不同几何形状基体上的金刚石沉积

研究了大气压强ｄｃ热等离子体射流反应器中工艺参数对金刚石膜没积的影响，估计了两种不同的先质注入系统，逆流注入和侧面注入，发现使用乙醇时本质流率大大影响晶体尺寸和晶体生长平面的取向，而且，发现尖边缘的晶体尺寸比平表面的晶体尺寸大４倍，也研究了基体几何形状对沉积的金刚石的形态和面积的影响，这项研究结果表明，ｄｃ热等离子体射流提供高的金刚石沉积率，例如在金属丝和钻头上就是那样，尽管晶体尺寸和膜厚度有显著     

合成金刚石单晶层错形成机理探讨

利用同步辐射对合成金刚石晶体中面状缺陷进行了形貌学研究。在晶体中观察到多个层错和一个由两个层错三角形组成的层错四面体。计算了层错及层错四面体各个边界的方向指数，确定了各个层错的面指数。根据层错的消像规律．确定了各个层错的位移矢量。除一个层错为Frank型简单层错外。其余层错皆为既具有Frank位移，又具有Shockley位移的复合型层错。分析了层错的形成机理。层错尺寸火小在0．68-1．15mm之间，是前人在合成及天然金刚石中从未见到的。     

多用链钳

拧卸钻具的钳子有23种规格和结构。全苏地质技术联合体专业设计局研制的КШ型多用链钳用于地质勘探钻进过程中手工夹持和拧卸硬质合金钻头,金刚石钻头,岩心提断器外壳,异径接头,岩心管,钻杆和套管。这种链钳有4种规格,能代替目前批量生产的15种自由钳。КШ型链钳的基本参数列于附表。从附表可见,新设计的链钳坚固耐用,能夹持各种直径的钻具,能传递更大的扭矩。     

提高金刚石钻头寿命的作法与体会

我大队今年开动十二台金刚石钻机(包括一台硐室钻),基本实现了全队金刚石钻进。1—7月共用钻头654个,平均寿命为38.12米,比去年提高12米。我们在减少钻头的非正常磨损,提高其使用寿命方面主要注意抓好如下六个关键。一、安装关。金刚石钻进转速高,易引起震动,必须提高安装质量。一是多坪地基面积,二是增加机枕木,使所有的机枕木全     

对回转冲击钻进过程的研究

对回转冲击钻进过程的研究工作,是通过试验时测定其影响效率的各项因素进行的。试验时所用的轴向载荷和钻具的回转转速如下。用硬质合金钻头钻进拉长岩岩石时: 轴向载荷(N) 5000;10000;15000 钻具回转转速(r/min)150;300;450 用金刚石钻头钻进花岗岩岩石时: 轴向载荷(N) 10000;15000 钻具回转转速(r/min)420;626;1020 由于钻机摩擦所造成的载荷损耗,对重量指示器上所示出的轴向载荷进行了校正。试验时,液动冲击器的冲击频率为2500r/min,单次冲击能量为10—15J。分析试验结果可知,功率消耗与机械钻速之间呈线性关系(见图)。在一般情况下,消耗     

我们班是怎样预防烧钻头事故的

我们班自1978年8月开始进行小口径金刚钻进至1979年10月,钻头平均寿命为53.97米。一年多来,没有发生烧毁金刚石钻头的事故。其预防措施是: 一、加强责任心,把好水泵岗。金刚石钻进转速高,如果钻头底部无冲洗液冷却,     

关于金刚石钻进时合理控制钻进规程参数防止钻头烧钻问题

我国的金刚石钻进正在作为一种比较先进的技术加以推广。在一些地层中,特别是在坚硬地层中正在显示出它的优越性。在机械钻速、钻头进尺方面都有一定提高,每米钻进成本正在下降,取得了较大的成绩。但是在金刚石钻进中遇到的一个突出问题就是烧钻问题。据有关资料,许多钻头之所以进尺不够理想,主要原因     

利用加速器增大金刚石体积

【英国新闻处1983年8月26日报道】英国原子研究所的科学家们发现往金刚石里注入碳离子可以人工增大金刚石的体积。经过八年的实验后,已掌握了增大金刚石所需的苛刻条件。金刚石受到碳离子照射后,将会在其母体内产生新的金刚石结构,其理想温度为800℃。碳离子注入工作由产     

水铝英石对Cs的吸附及固化性能研究

¹³⁷Cs在乏燃料中具有高产额、强放射性、高释热等特点,为将¹³⁷Cs进行稳定固化保证其长期处置安全,本文研究了水铝英石对Cs的吸附性能、固封性能和固封机制。通过调控溶液的初始浓度和pH值,研究了水铝英石对Cs的吸附性能。结果显示,在pH=5条件下,Cs的吸附率为90%,饱和吸附容量达11.1 mg/g。Cs在水铝英石上的吸附为单层吸附与多层吸附的共同作用。通过冷压-烧结工艺制备了铯榴石陶瓷固化体,研究了烧结温度和固化配方对烧结产物性能的影响。实验表明,烧结温度为1 200℃时,可生成铯榴石晶相,减容率超过55%,Cs固定率接近100%,说明水铝英石能稳定固封Cs。固化体的晶相结构与Cs的含量有关,当Cs质量含量为1%时,K原子在高温下能与Cs发生类质同象,形成Cs_xK_1-xAlSi₂O₆混晶结构,达到10%时主要为铯榴石晶相。密度泛函(DFT)计算揭示,Cs以离子键和共价键形式与铯榴石晶体中的其他原子结合。     

核辐射探测器金刚石膜制备技术研究

根据核辐射探测器的要求,研究了不同处理方式下的基片对金刚石膜质量的影响以及气源中不同甲烷浓度对金刚石膜质量的影响。采用微波等离子体化学气相沉积法在Si(100)基片上制备出了金刚石薄膜,并通过扫描电子显微镜、X射线衍射和激光Raman光谱分别对金刚石膜的表面及截面形貌、晶体取向和纯度进行分析。实验结果表明:用金刚石粉研磨基片有利于金刚石膜沉积;甲烷浓度过高或过低都不利于制备高质量的金刚石膜;当CH4/H2为1.4/400时制备的金刚石薄膜(111)晶面择优取向最好。根据研究所获得的对金刚石薄膜质量影响规律,制备了达到辐射探测器质量要求的金刚石膜。     

离子注入对人造金刚石性能的影响

人造金刚石,由于其表面结构的悬键原子造成表面不稳定性,使得它在常温下为亚稳态,易被氧化以及高温时向石墨转化,使得人造金刚石存在缺陷。表面处理技术被用以改善其稳定性,如金刚石表面镀膜、离子注入等。尤其是离子束处理技术被认为是最有潜力的处理手段,不但其离子的能量、种类、剂量可随意调节,而且纯度也很高,它常被用作半导体掺杂。苟清泉教授曾提出硼皮金刚石的概念,通过使用低能离子注入在金刚石的表面获得稳定的表层结     

我队金刚石钻头平均寿命达到155米的具体做法

二六五大队是一个普查揭露队。开展小口径钻探已有一年多的时间,现开动金刚石钻机四台。金刚石钻机的施工条件:配备油压600-3 型高速钻机、BW-250/50或WX-200型泥浆泵;钻具采用φ50×5.5不加厚内丝钻杆与φ56钻头级配,钻杆、岩心管均经高频表面淬火;取心工具为单动双管,使用我队改进设计的可调式简易单动双管接头;所钻岩层多数为4—6级砂岩、砂页岩、凝灰质砂岩,部分为7—9级凝灰质砂砾岩和硅化程度较高的矿层。岩石的可钻性较好,而研磨性却     

对金刚石钻探正确选择工艺参数的认识

评价金刚石钻进过程的重要指标是钻进速度和单位消耗量。平均钻速作为时间影响因素,单位磨损作为成本影响因素,这两个因素受着钻进中技术参数和各种条件的影响。这些技术参数是:钻头压力,圆周速度、岩石种类、冲洗液循环速度和钻孔深度等。这些参数都是相互影响的,在不同条件下,必须根据各地区的具体情况合理     

外围熔盐层堵塞状态下熔盐堆内部温度分布分析

出于冷却结构材料上的考虑,石墨慢化通道型熔盐堆通常在石墨反射层与反应堆容器间设置了外围熔盐层。针对2 MW液态燃料熔盐堆的概念设计,利用三维稳态热工水力学模型分析了外围熔盐层在不同堵塞情况下对反射层和合金温升造成的影响。熔盐堆内石墨慢化材料等固体区域的温度计算采用三维热传导模型,各个通道内熔盐采用一维单相流体模型描述。外围熔盐层在不同堵塞情况下分别采用一维单相流体模型和三维层流模型。计算结果表明:在外围熔盐层内总流量降低的堵塞情况下,外围熔盐层对反射层的冷却效果受到显著影响,在外围熔盐层的流量降低至堆芯额定流量0.365%时,反应堆容器的最高温度接近730°C,临近合金材料温度上的安全限值;当外围熔盐层内存在直径为4 cm的圆形局部堵塞(接近下熔盐通道半径)区域时,堵塞没有显著改变堆内的温度分布,堵塞区域的最高温度为621.74°C,未超过合金材料的安全限值。     

开展小口径金刚石钻进的经验总结

一、基本情况我大队于1975年开展了小口径人造金刚石钻进试验。五年来,取得了比较显著的效果。1975年试验初期,我们只开动了一台试验钻机,本着实践——认识——再实践的精神,坚持“积极领导,稳步发展”的方针,在实践的基础上提高,在提高的基础上推广,1977年开动到五台,1978年推广到八台,今年已发展到十一台,基本上实现了全大队金刚石钻进(全大队现开动十二台钻机),提前一年达到了我大队《人造金刚石钻进五年发展规划》的奋斗目标,从而促进了我队地质生产的发展。几年来,年年超额完成国