一种确定金刚石最优化钻进规程的新方法

金刚石钻钻头选定后，钻进规程直接决定着金刚石钻进的效率和钻头的寿命，优化的钻进规程一直是钻探工作者不懈追求的目标。利用智能微钻实验台，根据采集的各钻进规程参数（钻压、转速、冲洗量）变化曲线、参数值，以及对应的钻进速度、进尺变化曲线、参数值，求得相应岩石条件下的最优钻进规程。     

金刚石钻头转速与寿命的关系

使用金刚石钻进，钻头的寿命是一个很重要的问题。钻头的质量、金刚石的品级、钻进规程都影响钻头的寿命。在钻进时我们一定要使用合格的钻头，严格遵守钻进规程和钻进注意事项，以免造成非正常损坏而使钻头寿命降低。钻头的寿命与钻进规程有密切关系。在钻进规程的三个参数中，对于孕镶钻头来说，转速对钻速的影响尤为突出。因此，分析转速与钻头寿命的关系是很重要的。现在假设使用的钻头是合格的；钻进压力是恒定     

关于复合片钻头磨损的试验研究

阐述了复合片钻头在金刚石钻进试验台上钻进大理岩和花岗岩的试验研究结果。用试验设计方法研究了复合片钻头绝对磨损和相对磨损同钻进规程参数的关系，建立了相应的数学模型，利用这些数学模型可以求出钻头相对磨损最小值以及与其相应的最优钻头压力、钻头转速和冲洗液量。     

孕镶金刚石钻头高转速钻进磨损失效与规程参数研究现状

孕镶金刚石钻头高速回转钻进是深地硬岩取心钻进的主要方法之一,虽然其广泛应用于各个领域,但仍存在钻进性能不稳定、钻头磨损异常等问题,原因在于对钻头-岩石界面规律及动态磨损过程的认知仍然不够清晰。本文综述了目前对孕镶金刚石钻头碎岩力学响应模型的研究现状,总结了钻头磨损机制在不同钻进规程参数下与碎岩方式和钻进速度间的关系,孕镶金刚石钻头磨损失效机制可以概括为钻头-岩石界面二体磨损和三体磨损的循环过程。介绍了国内外学者对超过常规转速区间下临界钻进规程的研究,新规程的探索对孕镶金刚石钻头高速钻进的发展具有重要意义。     

钻探用金刚石的铁磁性及其与钻头工作性能关系的试验研究

为了提高金刚石钻进的效益，国内许多钻头研究者对金刚石钻头的某些结构参数与地层的适应性关系进行了深入的研究。但对金刚石磨料性能与钻头工作性能关系的研究似乎很少。据文献记载，人造金刚石的铁磁性对其物理化学性能及钻头的工作性能有显著的影响。本文通过试验数据，分析钻探用人造金刚石的铁磁性与其质量及钻头工作性能间的关系。提出人造金刚石的最优化磁选工艺规程和提高金刚石钻进经济效益的途径。     

表镶式金刚石钻头轴心压力与寿命关系的探讨

表镶式金刚石钻头钻进中硬岩层是借钻具的轴心压力，以其胎体唇面镶焊的金刚石之棱角切进岩石一定深度，并随钻具的迴转连续对岩石进行切削和剪切的作用来破碎岩石的。所以，钻头的质量，金刚石的品级，钻进工艺规程等，都直接影响钻头的使用寿命。在钻进工艺规程中，正确选择轴心压力对延长钻头的使用寿命，提高钻进效率，减少金刚石的磨损都是极为重要的。因此，必须分析轴心压力与寿命的关系。     

关于金刚石钻进工艺优化几个问题的研究

孕镶金刚石钻头钻进时,孔底所剩岩屑数量直接影响钻进是否处于正常状态,正确设计岩屑规程可以保证钻头正常钻进。计算和实验证明,冲洗液流在钻进过程确实产生空化气蚀现象,对钻头磨损有严重影响。设计各个通道过水面积相等的钻头,可以基本解决这个问题。应该保证供给的冲洗液量与机械钻速之比保持在合理的范围内。     

机械钻速与金刚石底出刃、钻进规程参数关系的试验研究

俄罗斯钻探专家提出在金刚石正常钻进条件下,破碎岩屑的数量应与孔底排出岩屑的数量相应,否则,岩屑将会充满孔底部分,形成"岩屑垫",阻碍岩石破碎,所以设计钻头和选择钻进规程参数时,应该保证破碎岩屑体积与孔底表面、钻头胎体间的体积,即充满孔底的体积相等。在此基础上提出了机械钻速(钻头每转进尺)的计算公式。该公式给出了机械钻速与金刚石底出刃、岩屑排出程度的关系。提出了金刚石正常出刃和非正常出刃的概念,并对正常出刃金刚石钻头和非正常出刃金刚石钻头进行了实验室试验研究和野外生产试验研究,取得了肯定的结果。     

MDES2000型微钻实验装置的研制

MDES2000型微钻实验装置可模拟真实钻进情况,可开展岩石研磨性与可钻性试验、金刚石钻头性能参数及寿命试验、优化钻进规程参数试验等室内的各种微钻实验研究工作。该实验装置可通过手动或程序控制完成模拟钻进工作,能够实现钻进过程中各项钻进参数(钻压、钻速、扭矩、转速及进尺)的监测、采集、处理及存储功能,还可建立钻进参数报表文件数据库。该实验装置对岩心钻探研究工作具有很好的实际指导意义。     

“金刚石钻进及其试验研究译文集”

“金刚石钻进及其试验研究译文集”收集了美、英、西德、苏等国最近几年有关金刚石钻进及其试验研究方面的成果，内容包括：从金刚石钻进岩石可钻性的划分、岩石破碎过程、钻头结构和钻进规程对钻     

合理设计岩屑规程保证正常钻进条件——金刚石钻进技术专题之一

论述了正常钻进的条件，提出了合理岩屑规程是保证正常钻进的关键和设计钻头的主要依据之一，讨论了岩屑规程与金刚石钻头唇面工作状态、孔底表面粗糙度和岩屑粒度的关系，提出了相应的建议。     

关于金刚石钻进规程参数合理配合的分析研究

机械钻速、钻头进尺和每米钻探成本通常称之为是钻探工程的主要技术经济指标。这些技术经济指标均与选用的钻头、所用钻进规程参数和操作技术紧密相关。选用的钻头应与所钻地层的硬度、研磨性(可钻性)相适应。操作技术主要取决于司钻人员的技术、经验和水平。而钻进规程参数的选取和确定及其合理配合则是非常重要的一个因素,不可忽视。提出了临界钻进规程的概念。临界规程是一条红线,不可逾越,否则就会发生事故。正常钻进规程时,钻压和钻头转速应该合理配合,冲洗液量宜保证岩粉处于正常规程状态,以得到理想的钻探工程技术经济指标。建议根据功率表读数变化来调整钻压和钻头转速的合理配合,利用流量计监控孔底的冲洗液数量,严格控制临界规程的形成,把经验打钻和科学打钻结合起来。     

金刚石钻头在火成岩钻进中的应用

济宁二号煤矿和济宁三号煤矿井田范围内。侏罗系地层普遍侵入了厚层状的火成岩,硬度较高。兖州矿业（集团）公司地质工程公司在钻探施工中多采用合金钻头,研磨材料消耗量大,还经常发生卡钻、岩芯管“抹脖子”等孔内事故。特别是部分钻孔分布在湖区,受到汛期、大风和冰冻等影响,尤其需要快速安全地钻进。选用金刚石钻头钻进后。由于对金刚石钻头认识不足,用普通结构的金钢石钻头钻进效率并不高。后来,通过对火成岩的特点及金刚石钻头性能的研究,终于找到了适合火成岩钻进的金刚石钻头和钻进规程。     

谈金刚石钻探烧钻事故的原因与预防

“烧钻”目前是金刚石钻探的大敌。我矿两年来共耗废80个钻头中就发生了20次烧钻事故。最严重的是钻头烧化未及时提钻而与孔底粘在一起,造成钻孔报废。针对这个问题,我们对所有烧钻事故进行了具体分析。烧钻的主要原因多半是孔内不清洁,泵量不足,泵压过低或钻压不当而引起的。因此,对于金刚石钻进,必须采用合理的钻进参数。如在某种情况下,一个参数改变,其它参数也都要随着改变。 (一)钻速金刚石钻头在同一钻压下     

绳索取心钻头适应性选择

在人造金刚石钻探生产中，钻头性能与质量的好坏，是影响经济效果的主要因素之一。然而，实践证明，在制造厂家保证其加工质量的前提下，用同类钻头钻进不同岩性的岩层，或使用不同的钻进规程钻进同类岩石，其钻头寿命、小时效率以及每米进尺的钻头费用，都会出现很大差异。因此，欲想得到优质、高效、低耗的效果，就必须针对施工地层的特性，所用设备性能以及钻进参数等，对钻头的胎体硬度，金刚石强度、浓度、粒度、保径材料与方法等技术参数认真进行选择。我队近两年来的实践，进一步证明了上述工作的重要性。     

试谈如何提高金刚石钻进的效率

从钻探设备、钻进参数的设计和合理选用、金刚石钻头的合理设计与选用和金刚石钻头的使用等4个方面阐述了如何提高金刚石钻进的效率。     

卵砾石地层钻探用大直径加强型金刚石钻头的研制

采用不同于常规金刚石钻头的设计理念,选用高强度金刚石及耐磨金刚石聚晶体,对普通金刚石钻头胎体配方进行了改进,对常规金刚石钻头的烧结工艺参数作了适当的调整,试制出大直径加强型金刚石钻头。该钻头在耐磨性、抗冲击韧性及保径等方面较常规金刚石钻头显现出较大优势。在不改变常规钻进参数的情况下,较好地解决了卵砾石、破碎地层钻头寿命短、钻进速度慢、钻头易过早损坏等问题,可供类似的地层钻探施工选用。     

火山岩地层钻进金刚石钻头寿命与效率的探讨

火山岩地层岩性变化大,岩石的物理力学性质也差异极大,根据岩石的物理力学性质选用相应的金刚石钻头参数,能较大的提高金刚石钻头的使用寿命和钻进效率,从而获得较好的钻进效果和经济效益。从常见的几种火山岩地层中使用不同参数的金刚石钻头的使用寿命和钻进效率进行了统计和分析,提出了与地层相适宜的金刚石钻头技术参数的选用原则与选用方法。     

深孔绳索取心金刚石钻头性能参数探讨

深孔绳索取心钻进对金刚石钻头的性能提出了更高的要求。从分析金刚石钻头的性能对钻进的影响入手,着重对满足深孔绳索取心钻进要求的金刚石钻头制造方法与性能参数进行了探讨,在综合国内外先进经验的基础上总结提出了新型钻头的参数指标。     

月面深部钻进钻头及钻进规程的优选研究

我国“嫦娥“工程第三期已经实现对月球的探测及取样。针对进一步月球深部的可行性探索,本文基于月面深部钻进钻头及钻进规程的优选问题,设计正交试验。分析钻头类型和钻进规程参数对钻进效率和功耗的影响。试验结果表明,PDC钻头以高达3.98 mm/s的钻速及中等的钻进功耗远优于其他类型的钻头。从试验因素的影响程度、取心效果和排屑能力的角度研究钻进规程引起的钻进效率和功耗的变化,结合理论模型得出转速、钻压和泵量与钻速和功率之间的关系。针对试验结果初步优选出最佳钻头类型和钻进规程组合,为后续钻进试验提供技术支撑。