如何正确合理选用金刚石钻头

本文对金刚石钻头的特点、磨削岩石的机理进行了较为详细的分析。金刚石钻头在钻进过程中,要保持金刚石合理的出刃,使钻头胎体与金刚石达到相应的磨损,并对不同岩层给出了对应的金刚石浓度。依据岩层的硬度和耐磨性,选用适用所钻切岩层的钻头形状,根据实践经验给定了常用金刚石钻头胎体端面形状及用途,使用户选用的钻头达到最佳的钻进效果。     

CVD金刚石强化孕镶金刚石钻头的冲击回转钻进试验研究

孕镶金刚石钻头的性能对地质勘探钻进的效率和成本有很大的影响.为了提高钻头的性能,本文设计、制造了一种用CVD金刚石条作为硬支点材料的新型孕镶金刚石钻头.设计了CVD金刚石务的尺寸、数量及在钻头胎体上的排列方式.根据被钻岩样的可钻性及研磨性,设计了钻头胎体硬度、金刚石粒度、浓度及钻头结构.采用中频感应热压法制造了φ59 ...     

复合电镀新工艺金刚石钻头的研制与应用

本文采用复合电镀新工艺来研制和生产金刚石钻头。在研制过程中,往普通钻头镀液中加入10g/l金刚石微粉,得到镍—钻—金刚石微粉复合镀层,提高了钻头胎体的耐磨性。将两种品级、三种粒度金刚石按一定比例混合使用,扩大了钻头的适用范围,提高了钻头的自锐性。通过改变内、外径和底唇面镀层厚度的比例,做到镀层基本同步消耗完。一年多来的工地现场使用结果证明,这种钻头适用于坚硬、强研磨性地层的钻进,具有时效快、寿命长的优点。     

多元纳米颗粒强化WC–青铜基金刚石钻头胎体材料

为提高孕镶金刚石钻头胎体性能,使其更好地满足钻探需求,向WC–青铜基胎体材料中加入纳米NbC和纳米WC颗粒,研究其对胎体力学性能、微观结构的影响。利用配方均匀设计法、回归分析和规划求解得到纳米颗粒的最优添加量,并烧制钻头开展室内钻进试验。结果表明：加入纳米NbC和纳米WC后,WC–青铜基胎体材料的硬度和抗弯强度最高提高25.23%和5.73%;含金刚石的胎体材料的耐磨性明显增强,其磨耗比最高升高57.4%;金刚石与胎体之间结合得更加紧密。纳米颗粒强化后的孕镶金刚石钻头的机械钻速提高19.63%,单位进尺工作层消耗减少32.84%,说明纳米颗粒能强化孕镶金刚石钻头,提高其钻进效率,并延长钻头寿命。     

电镀金刚石钻头胎体性能与电镀工艺的关系研究

电镀金刚石钻头的胎体性能对岩石的适应性显著影响钻头的钻进效果。为了确定电镀金刚石钻头胎体材料性能与镀液组成及电镀参数的关系,本文从研究镀液配方和优化工艺参数入手,采用正交试验方法研究了镀液中镍离子浓度、钴离子浓度、镀液pH值和阴极电流密度等四个因素对镀层耐磨性的影响。镀层耐磨性以硬度和孔隙率加权综合表示。采用极差分析法处理了试验结果,得出了影响镀层耐磨性的主次因素为(从主到次)镀液pH值→阴极电流密度→钴离子浓度→镍离子浓度,从而确定了可获得不同耐磨性镀层、适应不同地层的镀液配方和电镀工艺参数。研究为有针对性地制造和选用电镀金刚石钻头提供了较好的依据。     

复合电新工艺金刚石钻头的研制与应用

本文采用复合电镀新工艺来研制和生产金刚石钻头。在研制过程中，往普通钻头镀液中加入１０ｇ／１金刚石微粉，得到镍──钴──金刚石微粉复合镀层，提高了钻头胎体的耐磨性。将两种品级，三种粒度金刚石按一定比例混合使用，扩大了头的适宜和范围，提高了钻头的自锐性。通过必变内，外径和底唇面镀层厚度的比例，做到镀层基本同步消耗完。一年多来工地现使用结果证明，这种钻头适用于坚硬，强研磨性地层的钻进，具有时效快，寿命长     

中频热压法制造金刚石钻头工艺研究

本文结合有关理论与实践,对中频热压法制造金刚石钻头的特点,设备结构与原理,工艺参数的选择;对如何提高钻头胎体与钢体的焊接强度,金刚石与胎体局部沿金刚石产生裂纹影响钻头质量作了探讨。     

热压金刚石钻头铁基胎体机械性能的研究

为了系统研究铁基金刚石钻头胎体配方组成对胎体机械性能的影响规律,本文采用极端顶点法设计胎体配方试验。胎体配方组成为Fe（含P23%）、WC、663-Cu、Ni、Co和Mn粉,试验测试指标为胎体硬度和耐磨性。对测试结果进行回归分析和非线性规划求解,分析了胎体配方组成对胎体机械性能的影响规律,从理论上得出了胎体硬度和耐磨性的最优值以及相应的胎体配方。结果表明：P可降低铁基胎体的烧结温度,有效阻止Fe对金刚石的热侵蚀作用。随着Fe（P-Fe）和WC含量的增加,胎体的硬度和耐磨性都得到明显改善,铁基胎体可以满足热压金刚石钻头对其机械性能的要求。     

强化耐磨性钻头在卵砾石地层中的应用研究

在卵砾石地层钻进中,遇到的问题为钻头的寿命短,钻进效率不高,常常出现钻头断齿与掉块现象。针对这些难题,从钻头胎体配方、金刚石参数与热压工艺着手,提高胎体材料对金刚石的包镶强度,提高胎体的硬度、耐磨性和冲击韧性,并改进了钻头钢体端面和胎体的结合方式。经过几轮试验与改进,研制出了一种热压强耐磨性孕镶金刚石钻头,取得了好的钻进效果：平均钻进时效1．5m／h,平均使用寿命每只接近30m,无掉齿或断齿现象,基本上解决了在卵砾石地层中钻进难的问题。     

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。     

CVD金刚石条强化孕镶金刚石钻头的试验研究

本文将经过激光切割的CVD金刚石条镶嵌到传统的孕镶金刚石钻头胎体中,研制了一种新型的硬支点强化型金刚石钻头,以提高钻头在坚硬地层中的钻进效率和使用寿命。介绍了该新型钻头的设计及制造工艺,并进行了室内钻进试验。结果表明：与聚晶金刚石柱强化孕镶金刚石钻头相比,CVD金刚石条强化的孕镶金刚石钻头的钻进效率较高,达5．575m／h,且该钻头的磨损程度更小,使用寿命长。在钻进过程中更加稳定.     

固体润滑剂表面金属化及其对Fe基钻头胎体力学性能的影响

自润滑孕镶金刚石钻头可为月球钻探难题提供新的技术方案，但固体润滑剂与钻头胎体之间湿润性较差，会导致胎体物理力学性能下降。研究固体润滑剂MoS₂、WS₂、CaF₂自身材料特性差异及其对表面化学镀覆效果的影响，并探究了固体润滑剂镀覆前后对钻头胎体压入硬度和抗弯强度的影响。结果表明：化学镀可实现对上述3种固体润滑剂的表面镀镍处理，但镀覆效果存在一定差异；在相同体积浓度条件下，MoS₂和WS₂表面金属化能提升自润滑孕镶金刚石钻头胎体的力学性能，但CaF₂的效果不明显。     

薄壁金刚石钻头铁基胎体配方的探讨

本文对薄壁金刚石钻头胎体进行了以铁代钴的胎体配方研究。对金刚石表面进行镀钛处理，成功地解决了高温下Fe与金刚石的直接接触，镀层与胎体实现了化学联接。并采用了中频热压烧结工艺，制造出了钻切性能优良的薄壁金刚石钻头。     

专利信息

CN200710053616．5热压高磷铁基金刚石钻头及其制备方法,CN200710094215．4地质勘探用聚晶金刚石钻头的制造方法,CN200610062842．5聚晶金刚石复合片钻头胎体的制备方法,CN200710189998．4金刚石微粉整形球磨机的钢球配比方法,CN200710190139．7钎焊金刚石热管砂轮,CN200710012258．3爆炸合成纳米聚晶金刚石的方法及专用爆炸装置。     

铵盐改变镍基电镀金刚石钻头胎体性能的研究

金刚石钻头性能的优劣在很大程度上取决于包镶金刚石的胎体材料的性能.单一金属镍做胎体材料制造电镀金刚石钻头时,镀层脆硬,易影响对金刚石的包镶,需要通过使用添加剂改善胎体的性能.本文试验了在镍基镀液中加入不同量铵盐用以改变镀层的硬度和耐磨性,结果表明:随氯化铵用量(7～25 g/L)的增加,胎体的硬度和耐磨性都增加,其中当氯化铵含量为19 g/L时耐磨性最好.本文通过微机电化学分析系统测定硫酸盐的浓度、氯化铵用量、温度及pH值改变后的镀液的线性扫描极化曲线,以此分析了这几个影响因素的变化对阴极还原过程的影响,得出铵盐因影响阴极极化而改变了胎体材料的性能,增加了镍镀层的硬度和耐磨性.     

钎焊烧结金刚石钻头试验研究

为优化钎焊烧结工艺,找到与不同地层相适应的钻头胎体配方,钎焊烧结φ36-7B、φ36-11B微型钻头,通过室内微钻试验以优化钎焊烧结工艺。结果显示:在高温低压的烧结环境下,胎体与金刚石结合良好;添加WC颗粒可以有效提高φ36-11B钻头胎体的耐磨性。      

干式钻进金刚石钻头的制备及钻进性能研究

对干式钻进金刚石钻头的优点和国内干式钻进市场的现状,以及干式钻进钻头胎体设计的原则等问题进行了概述,实验中引入超细钨铜合金粉末来解决钻头烧结及钻进过程中存在的问题。实验结果显示:采用质量分数为45%的钨铜合金粉末,配合Cu、Co及Ni等金属粉组成胎体,通过制粒、预压成型、脱蜡、烧结、焊接等工艺制备了实验钻头,当烧结温度为850℃,压力25 MPa,保温时间180s时,钻头刀头的硬度超过HRB110,金刚石出刃效果好。与韩国某公司钻头进行花岗岩钻进对比显示:本实验钻头钻进效率提高7%,寿命和韩国某公司钻头相当,体现出了良好的干式钻进性能。      

热压工艺参数对WC-Cu基胎体力学性能的影响

在深部钻探中,WC-Cu基金刚石钻头胎体被广泛使用。为了提高钻头使用性能,在同一胎体配方下,采用正交试验方案对热压参数进行设计,并烧制试样进行抗弯强度和显微硬度测试。通过方差和极差分析不同烧结温度(A)、烧结压力(B)、保温时间(C)、冷却方式(D)对金刚石钻头胎体力学性能的影响。试验结果表明:对纯胎体和含金刚石胎体抗弯强度影响的顺序为A>D>B>C;对胎体维氏硬度影响的顺序是A>C>B>D。本次正交试验中的最优理论烧结参数为A₃B₃C₁D₄,即烧结温度为960 ℃、烧结压力为16 MPa、保温时间为3 min、冷却方式为400 ℃保温炉冷。此时,与理论参数最接近的工艺试验结果为:纯胎体抗弯强度为983.33 MPa、硬度为437.40 HV,金刚石胎体试样抗弯强度为525.00 MPa。      

新型电镀弱包镶金刚石钻头研制

钻进极坚硬地层时钻头打滑的原因是：钻头胎体表面被磨钝的金刚石上端被胎体包裹,下端与岩石形成吻合的面接触,金刚石处于接近二向受力状态,影响金刚石新陈代谢的继续进行;发明专利“一种电镀弱包镶金刚石钻头的制作工艺”利用机械方法在金刚石表面包裹一层弱包镶层,然后利用电沉积方式制成电镀钻头;新型电镀弱包镶钻头工作原理是电镀胎体与金刚石之间具有一层没有粘结特性的弱包镶层,减弱了电镀胎体对金刚石的包镶能力,使钻头在胎体磨损不大的情况下,金刚石就会从电镀胎体中自行脱落下来,实现金刚石的换层。这种新型电镀弱包镶钻头能很好地解决钻进坚硬致密弱研磨性地层的打滑问题。     

JZR薄壁金刚石钻头胎体性能的探讨

本文对适应于建筑工程薄壁金刚石钻头胎体性能进行了探讨,尤其对薄壁金刚石砂对胎体性能的要求和了详细的分析,结合实践经验筛选出四种胎体配方,满足了薄壁金刚石钻头工作条件的要求。