石油取芯钻头石墨模具在热压过程中的受力状况分析

石墨模具以其优良的性能被广泛应用于热压孕镶金刚石钻头的制造。本文设计了两种规格相同（直径均为216mm），但端部形状不同的石油取芯钻头的石墨模具，并利用有限元分析软件ANSYS对它们在热压过程中的受力状况进行了分析。分析结果表明：在18MPa压力下，圆弧形钻头的模具在胎体与模具接合处出现了应力集中，超过模具的极限抗拉强度，导致模具破裂。因此，在设计钻头的石墨模具时，应考虑到钻头的端部形状，参考有限元分析结果再对模具进行设计，有助于优化设计，降低试验和生产成本。     

高压整体烧结PCD钻头的制备与应用

由美国犹他州的Precorp公司开发并拥有技术专利、商标名称为DiaEdge的高压整体烧结PCD钻头（PCD—veineddrill）从20世纪80年代后期开始应用于金属切削加工，但这种钻头多年来一直未能在人们心目中建立起较高的可信度。如今，这种沿钻头刃槽长度方向开槽并将聚晶金刚石（PCD）粉在槽中通过高温高压烧结成型获得的整体烧结PCD钻头又重新受到人们的重视，它的应用范围也得到广泛拓展。高压整体烧结PCD钻头最初只是零星应用于航空零件和电子器件的加工，如今它已成为航空、电子、汽车、医疗器械等行业切削加工难加工材料的常规刀具，且应用范围还在不断扩大。     

难加工材料高速深孔钻的设计与试验

对钻头进行整体的受力分析,建立钻头受力的力学模型;提出减小导向块摩擦力来提高切削速度的观点;通过试验的方法,得到切削钛合金材料钻头齿宽与切削力的函数关系式,对高速错齿深孔钻头齿宽和位置进行了重新设计,完成了内排屑错齿高速深孔钻的设计。新的设计方法为高速深孔钻头的设计提供了参考。     

多层水口高胎体孕镶金刚石钻头研究

随着现代钻进的不断发展,高胎体钻头很好地解决了钻头寿命和实效的对立问题,多层水口成为高胎体钻头研究的一个重要方向。本文对多层水口钻头的胎体高度、水口和结构等进行了优化设计,给出了热压法孕镶金刚石钻头的烧结工艺,为多层水口孕镶金刚石钻头的设计提供了参考依据。试制了一个石墨堵口的多层水口孕镶金刚石钻头,并对其进行了室内实钻试验。试验结果表明,采用石墨堵口的多层水口钻头的第二层水口能够较好出露,证明了多层水口孕镶金刚石钻头设计的可行性。     

防弹陶瓷孔加工中金刚石钻头的磨损研究

通过防弹陶瓷孔的加工实验,对烧结金刚石钻头的磨损状况进行研究。分析钻头唇面的磨损变相及打滑现象,指出内外径金刚石承受的切削载荷差异是造成钻头唇面磨损变相的主要原因;打滑现象则是由于出露的金刚石磨损过快,胎体的磨损不能与之匹配造成的。根据磨损状况,提出改变金刚石品级、浓度分布、水口总宽度等改善磨损变相的措施以及采用弱包镶、改善胎体耐磨性、优化唇面和水口形状、控制冷却液流量等防止打滑的措施。该研究对优化防弹陶瓷加工工具设计,提高防弹陶瓷的加工效率和加工质量具有一定的参考价值。     

电火花钻头石墨水口的设计

本研究是电火花钻头研究的子项目，研究工作和新型模具研究交叉进行，本重点讨论石墨烧结实验和打钻实验。     

PDC钻头磨损过程中的应力分析

为了更加准确地计算PDC钻头在钻进过程中所受的力,需要模拟钻头使用一段时间后的磨损情况.运用空间几何和数值计算理论,对PDC钻头的结构和受力重新进行分析.描述了PDC钻头在不同磨损情况下应力改变情况,推导出了PDC钻头磨损时受力方程.综合考虑了钻头冠部形状、切削齿的布置、切削齿的工作角、切削齿的形状及尺寸、切削齿的相互作用的影响,提出了磨损过程中切削齿的切削面积、切削体积、切削弧弧长等切削参数与磨损程度的关系的数值计算方法,为精确估算PDC钻头的工作时间提供了一种更为科学的手段.     

用于模具深孔加工的NTK机夹式不重磨钻头：模具深孔加工存在的问题

模具的推杆孔、冷却孔等的加工深度通常超过10倍孔径（10×D），属于深孔。由于模具的大小不同，其孔径也从小于φ10mm到大于φ40mm不等。深孔加工时排屑困难，往往因切屑堵塞而造成钻头折断。为防止钻头折断，常采用步进式加工方法来强制分屑、断屑，以避免堵屑故障。但这种方法会延长加工时间，降低加工效率。[第一段]     

用极小直径钻头的孔加工

随着工业产品的多样化发展,模具加工中的极小直径孔加工也日益增多。目前,有许多方法加工极小直径孔,其中之一是用极小直径钻头进行钻孔加工。通常,直径为2mm的麻花钻头即认为是极小直径的钻头。现在德国已制造出直径为0.19mm的麻花钻头。     

C-UMD钻头

这是UNION公司开发的硬质合金涂层钻头系列产品，主要用于钢铁材料的孔加工，也可用于铝合金、树脂、科瓦铁镍钴合金（ko—var）等材料的微小孔加工。C—UMD钻头的特点是切削锋利度高，刀片槽设计独特，排屑流畅，因此切削阻力很小，加工孔壁光滑，孔的偏斜度小，钻头抗折断性能优异。     

基于热性能分析的PDC切削齿选型试验研究

为提高PDC切削齿选型的可靠性,从热性能角度出发,分别对不同厂家的PDC切削齿进行常温激光拉曼、高温激光拉曼及热重等分析,并结合其高温磨耗比测试,分析PDC切削齿的残余应力、石墨化转变、热稳定性以及高温耐磨性等,综合评价不同厂家的PDC切削齿性能;同时,制作?94 mm四翼弧角PDC钻头并进行现场钻进试验.结果表明:现...     

钻头通电烧结新型模具研究

本对钻头传统通电烧结模具存在的问题进行讨论，并提出新的设计，用新的模具烧结的电火花钻头获得了非常好的效果。     

烧结压力对低液相Fe基预合金钻头胎体性能的影响

在烧结温度为950℃、保温时间为5 min及不同烧结压力条件下开展热压烧结试验，对比研究烧结压力对3种低液相Fe基预合金钻头胎体和1种传统Fe基钻头胎体性能的影响，具体包括胎体压入硬度、抗弯强度、致密度和金刚石包镶强度等力学性能，以及金刚石的热损伤情况和钻头胎体的微观组织结构与形貌特征等。结果表明：随着烧结压力增大，低液相空白胎体的压入硬度、抗弯强度和致密度逐渐增大，而传统Fe基空白胎体的压入硬度和抗弯强度呈现先增大后减小的趋势，其致密度为增大趋势；对于含金刚石的胎体，低液相与传统Fe基胎体抗弯强度均随烧结压力增大而增大，当烧结压力为20 MPa时，继续增大压力，低液相含金刚石胎体的抗弯强度趋于稳定，而传统Fe基含金刚石胎体的抗弯强度略有下降。同时，随着烧结压力的增大，低液相胎体的均一性明显增强，但金刚石的热损伤加剧。综合胎体的力学性能与断口形貌特征，优选的烧结压力为20 MPa，此时的低液相Fe基预合金胎体硬度、抗弯强度可满足孕镶金刚石钻头需要。     

基于火山岩地层钻井岩心资料的PDC钻头设计改进

PDC钻头在钻进火山岩地层过程中,技术性能常得不到充分发挥,针对火山岩地层岩心资料,从复合片、切削齿受力、齿型、切削齿的角度等方面设计和改进了PDC钻头。研究分析了剖面形状、布齿、切削齿工作角等设计对PDC钻头性能的影响。提出了以加强钻头的稳定性、耐磨性和提高钻速为目标的设计观点。研制的新型钻头采用抛物线形剖面,中密度布齿,切削齿后倾角在10°-15°范围内变化。结果表明：与牙轮钻头相比,PDC钻头钻速提高了约20％,每米钻井成本降低了27％。     

Mikron公司的小直径内冷却钻头系列

美国Mikron公司的Crazy Drill Cool系列内冷却钻头设计用于极小直径深孔的精密加工。钻头的内冷却系统即使在低冷却液压力条件下也能为钻头切削刃提供良好的冷却与润滑，切削刃几何形状的设计使其具有最佳排屑性能。该钻头的切削速度和进给量可比标准深孔钻提高10—20倍，在无需提钻的情况下一次进刀即可加工出可达10倍孔径的孔深。钻头的供货规格为：直径1．0～4．0m（尺寸增量0．05mm），标准钻头长度分别为6倍、10倍和20倍孔径。     

金刚石钻头钻削石材参数对其表面温度影响研究

1引言 在石材钴削中，由于金刚石钻头与石材之间的相对高速运动而在其接触界面产生各种复杂摩擦学现象。金刚石钻头与石材之间的摩擦，由于石材导热性差，大部分热量传到金刚石刀头中，使金刚石钻头表面温度升高，造成金刚石石墨化，金刚石切削能力降低，同时导致钻头基体产生热疲劳，强度和刚度降低，加工石材时噪音增加，振动加剧，钻头寿命降低，严重时金刚石刀头脱落，     

适合吐哈油田西山窑地层的PDC钻头提速研究

吐哈油田西山窑地层具有高硬度、研磨性强等特点。该地层采用过多种PDC钻头,但机械钻速提高不甚明显,为此,研究分析了PDC切削齿磨损对机械钻速的影响,提出了以加强PDC钻头的耐磨性为目标来提高机械钻速的设计观点,对PDC钻头的冠部形状、切削齿尺寸、切削齿排布、切削齿工作角等进行优化设计,设计的钻头在吐哈核3井进行了钻井试验。结果表明：设计的新钻头机械钻速与使用过的两种PDC钻头相比分别提高了29%和92.5%,且钻头钻时60 min以上时,有轻微磨损,仍可继续使用。     

电镀金刚石钻头胎体材料的选择

本文着重分析了影响钻头性能和胎体性能的因素，测定了胎体性能的两项指标－胎体硬度和耐磨性，测定结果表明，镍锰胎体比镍钴胎体硬度高，耐磨性能好，实验证明：在坚硬强度磨性地层和破碎地层中钻进，Ｎｉ－Ｃｏ－金刚石微粉胎体复合电镀钻头比Ｎｉ－Ｃｏ胎体电镀金刚石钻头使用效果好；对于坚硬强研磨地层以及软硬化交替地层中钻进，使用Ｍｉ－Ｍｎ胎体电镀金刚石钻头时效快，寿命长。     

烧结金刚石钻头加工Kevlar纤维增强复合材料的试验研究

以正交铺设的Kevlar层合板为对象,采用烧结金刚石钻头对其孔加工进行试验研究.针对Kevlar复合材料的各种加工缺陷,设计了预压应力工艺装置,在此工艺条件下,可以采用水进行冷却,其加工质量良好.通过试验分析了钻头参数及加工工艺参数对加工效率的影响,为烧结金刚石钻头在该加工领域的应用提供了参考.研究成果为Kevlar复合材料的孔加工技术提供了一种新的方法.     

PDC钻头焊接工艺的研究

聚晶金刚石复合片(PDC)钻头钻进的岩层越来越复杂,在复杂地层及硬岩钻进中时有掉齿、崩刃等现象发生,造成钻头失效.研究表明,焊接工艺是影响PDC钻头的最主要原因.本文以φ94 mm三翼内凹式PDC钻头体为试验样品,对影响PDC钻头焊接质量的主要因素进行了分析,研发出一种新的PDC钻头焊接工艺.试验结果表明:采用该工艺制...