热等静压强化金刚石钻头性能研究

为提高热压孕镶金刚石钻头力学性能和耐磨性,使之更好地适用于强力规程钻探现场,提出常规热压+热等静压相结合的金刚石钻头制造方法。以2个优选的预合金体系钻头胎体配方为基础,分别采用常规热压、常规热压+热等静压的方式试制钻头胎体和孕镶金刚石钻头进行室内测试和现场试验对比分析。室内测试表明,相较于常规热压烧结方式,采用常规热压+热等静压烧结后,钻头胎体的硬度平均提高2.0 HRC,磨损量平均下降2.3 mg,相对密度达到98.7%和99.1%。现场试验结果表明,引入热等静压烧结之后,相同配方热压金刚石钻头其机械钻速相差不大,但耐磨性明显提高,使用寿命平均提高50.42%。     

强化热压烧结孕镶金刚石钻头试验研究

在分析常规热压方法不足的基础上,通过试验表明提高热压温度与烧结压力可以有效提高孕镶金刚石钻头的力学性能.针对强化热压方法的特点,设计专用的预合金粉胎体材料体系进行烧结试验,并对其进行硬度、耐磨性与密度测试.试验结果表明,相较于普通热压试件而言,强化热压烧结的试样硬度平均提高约HRC 1.8,磨损量平均下降约2.1 mg...     

钎焊法制造多层均布金刚石薄壁钻及其性能研究

采用钎焊法制造多层均布金刚石薄壁钻,观察了金刚石的出刃高度以及胎体与金刚石的微观形貌,并对多层均布钻头进行钻进实验。结果表明:钎焊金刚石的出刃高度可达70%。在钎焊过程中,Ni-Cr合金钎料中的活性元素Cr向金刚石表面富集,Ni-Cr合金钎料中的Ni、Cr原子和胎体中的Co原子相互扩散使得胎体与金刚石结合牢固。钎焊多层均布钻头在工作中能够实现金刚石的自锐,具备连续加工能力。     

超细铁铜锡磷预合金粉在高铁基金刚石工具中的性能研究

通过粉末冶金工艺制备了铁含量在70%～80%之间的金刚石工具胎体试样,研究了化学法生产的超细Fe-Cu-Sn-P预合金粉(添加比例在20%～60%)对高铁基胎体物理性能、机械性能和切割性能的影响。在密度天平、洛氏硬度计、拉伸试验机、扫描电子显微镜上分别测试试样的密度、硬度、抗压强度以及三点弯曲强度、断口形貌。结果表明:添加超细预合金粉有助于提高胎体的压制成型性,在实际生产中,建议添加比例控制在30%～50%;随着超细预合金粉含量的增加,试样的硬度和抗弯强度随之提高,合金粉含量达到50%以后试样的硬度和抗弯强度提高幅度变缓;随着超细预合金粉末含量的增加,胎体的烧结温度随之降低,其中A5的烧结温度比A1的烧结温度降低35℃;超细预合金粉末含量达到40%以后锯片切割五莲红的锋利度得到了明显提升。     

超细铁铜锡磷预合金粉在高铁基金刚石工具中的性能研究

通过粉末冶金工艺制备了铁含量在70%～80%之间的金刚石工具胎体试样,研究了化学法生产的超细Fe-Cu-Sn-P预合金粉(添加比例在20%～60%)对高铁基胎体物理性能、机械性能和切割性能的影响。在密度天平、洛氏硬度计、拉伸试验机、扫描电子显微镜上分别测试试样的密度、硬度、抗压强度以及三点弯曲强度、断口形貌。结果表明:添加超细预合金粉有助于提高胎体的压制成型性,在实际生产中,建议添加比例控制在30%～50%;随着超细预合金粉含量的增加,试样的硬度和抗弯强度随之提高,合金粉含量达到50%以后试样的硬度和抗弯强度提高幅度变缓;随着超细预合金粉末含量的增加,胎体的烧结温度随之降低,其中A5的烧结温度比A1的烧结温度降低35℃;超细预合金粉末含量达到40%以后锯片切割五莲红的锋利度得到了明显提升。     

高速涡轮钻井技术在扎纳诺尔油田应用实例

国外公司已经研制成功高转速孕镶金刚石钻头,高速涡轮配合孕镶金刚石钻头钻井技术已经成熟。针对哈萨克斯坦扎纳诺尔油田三开井段地层研磨性极强,可钻性差的情况,在T-1井和DZH-1井进行了高速涡轮配合孕镶金刚石钻头钻井试验,旨在提高机械钻速。试验证实,高速涡轮配合孕镶金刚石钻头钻井技术在扎纳诺尔油田三开井段中可以极大提高机械钻速,有效缩短钻井周期,具有良好的推广使用价值。     

浅析中频热压烧结过程中影响金刚石钻头性能的因素

通过试验和分析,说明在中频热压烧结金刚石钻头过程中,钻头性能受各种因素综合影响,其主要因素是电磁场影响到胎体粉料和金刚石分布,模具配合间隙引起胎体的流失而导致金刚石浓度发生变化.文中分析了电磁场对钻头性能的影响与胎体中铁磁物质含量及金刚石浓度的关系,也分析了模具配合间隙对胎体流失而引起金刚石浓度变化的关系.在中频热压烧结,高铁磁质含量胎体和低金刚石浓度的前题下,采用新工艺制作钻头,金刚石分布得到改善,钻头在使用中取得了良好的效果.     

仿生非光滑原理及其在金刚石钻头中的应用

仿生非光滑原理与孕镶金刚石钻头结合起来,并将生物非光滑表面的耐磨、减阻等特性引用到钻头的设计中,使钻头也具有这样的特性,研究一种新型的仿生孕镶金刚石钻头,以此来提高钻头的效率和寿命。通过Φ75 mm仿生钻头的野外钻进试验可知,仿生钻头的钻进效率较普通钻头至少提高10%,钻头寿命提高30%。该研究为提高深部地质钻探关键工具的性能提供了新的思路,具有一定的现实意义。     

不同气氛下预烧结对串珠胎体物理性能的影响初探

使用铁基金刚石串珠胎体结合剂,冷压成试验块冷压坯,在不同气氛保护下采用同一工艺进行预烧结,预烧结完成后与未经预烧结的标准试验块一起,使用同一工艺将冷压坯烧结成型,通过设备检测其相对致密度,以及HRB、抗弯强度等物理特性。根据结果得出:在不同气氛预烧结后,该铁基金刚石串珠胎体结合剂配方的抗弯强度有非常大的差别,HRB硬度变化不大,而抗弯强度与HRB硬度和相对致密度并没有很强的关联,还原气氛下进行预烧结对其抗弯性能有正面影响,并且可以提高其韧性。     

Cu和Ni的化合物对金刚石钻头胎体性能的影响

主要研究了在铁基胎体配方F15#的基础上添加不同量的含Cu或Ni的化合物对金刚石钻头胎体性能的影响。根据不同配方制作标准试样块,测试其硬度HRB、抗弯强度和磨耗比,以此来评价胎体的力学性能和耐磨性能,同时优选出配方制作钻头进行实际钻进试验。试验结果表明:随着胎体中Cu或Ni的化合物含量的增加,胎体的硬度、抗弯强度都呈现下降的趋势,胎体样块的磨耗比也逐渐下降,表明了钻进效率的提高,从实际钻进结果可知,钻头的钻进效率得到了提高,寿命也比较好。