新型优质孕镶金刚石钻头研制

针对钻进中硬-坚硬岩层时钻头钻进效率低、寿命短等情况,研制了一种新型优质孕镶金刚石钻头.该钻头结合运用了交错式唇面和自形成同心圆齿设计,以及金刚石在胎体中的有序排列技术,提高了钻头在钻进该类岩层时的钻进效率及寿命.本文从理论上分析了这种新型钻头的碎岩机理,自形成同心圆齿钻头,使钻头在碎岩机理方面有所突破,并详细阐述了这种钻头的优越性:自形成同心圆齿交错式唇面钻头,减少了工作中钻头唇面与岩石的接触面积,提高了钻头对岩石的摩擦系数和摩擦力,有利于岩石体积破碎,提高碎岩速率;工作层胎体中金刚石按均匀有序方式排列,提高了金刚石的利用率,使钻头的钻进效率和使用寿命得到提高,同时提高了钻进质量的稳定性.实际应用中95/64 mm新型钻头的钻进时效比同规格普通钻头提高了52%,寿命提高了33%,钻进效果良好.     

自形成同心圆齿孕镶金刚石钻头研究

通过钻头胎体配方的分区设计，钻头在钻进过程中，其唇面会自动形成同心圆齿，该类钻头具有钻进时效高，使用寿命相对延长，破碎岩石时的稳定性好，钻进质量明显改善等优点，并详细阐述同心圆齿金刚石钻头的碎岩机理，研究表明，设计的自形成同心圆齿钻头，使钻头在碎岩机理方面有所突破，与普通钻头相比，自形成同心径向环齿钻头在时效和寿命方面均有所提高。     

自形成同心径向环齿金刚石钻头设计与制造

通过钻头胎体配方的分区设计,钻头在钻进过程中,其唇面会自动形成同心径向环齿,该类钻头具有钻进时效高,使用寿命相对延长,破碎岩石时的稳定性好,钻进质量明显改善等优点。其碎岩机理是：由于自形成同心径向环齿金刚石钻头胎体工作面各区的耐磨能力不同,导致切削破碎岩石的效率不一样。工作过程中,金刚石在轴向作用下产生破碎槽,并在周向力作用下切削岩石,由于胎体的强耐磨区和弱耐磨区破碎岩石能力的差异,使孔底岩体上留下一条条岩脊。由于破碎槽效应,岩脊内的微裂纹十分发达,强度大大降低,在钻进过程的振动作用下被双向剪切,稍有挤压,岩脊顶部的剪应力即达抗剪强度,很容易以体积方式被破碎。研究表明,设计的自形成同心径向环齿钻头,使钻头在碎岩机理方面有所突破;与普通钻头相比,自形成同心径向环齿钻头在时效方面提高了45％,寿命方面延长了20～25％。     

钻进过程中金刚石钻头磨损规律试验研究

为了研究人造金刚石孕镶钻头(以下简称钻头)磨损规律，采用均质人造岩石(瓷砖)进行钻进试验，并在试验过程中采用对钻头唇面进行连续显微照相和将钻头称重的方法，获得以下三点结论：(1)在钻进过程中，钻头唇面上出露出的金刚石量呈周期性变化，每变化一个周期钻头就换一层新的金刚石；(2)钻头的钻速随钻头唇面出露金刚石量而变化，金刚石出露多，钻头钻速高，反之亦然；(3)钻头磨损速度随钻头钻速的变化而变化，钻头钻速高，钻头磨损速度快，反之亦然。     

钻进硬而致密岩石的直角梯形齿金刚石钻头研究

针对深部钻探钻遇岩石种类多、岩性复杂、硬而致密岩石钻进时效低与钻头寿命短等问题开展研究，提出普适性能钻头的结构设计。在此基础上设计和研制直角梯形齿钻头，并对钻头进行受力分析。理论与实践均表明设计合理，在可钻性7～9级的岩石中钻进时，相比普通钻头而言，该钻头的使用寿命相当、钻进效率提高21%～24%、成本降低约15%。因此，直角梯形齿钻头比普通钻头具有相对明显的优势。      

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％。     

弱包镶金刚石钻头在高地应力地层中的应用研究

本文介绍了一种适应于高地应力地层钻进的新型金刚石钻头,这种钻头综合了弱包镶技术与交错式唇面设计两种先进方法,很好地解决了高地应力地层钻进难进尺的问题.交错式唇面钻头能够减少钻头与孔底的接触面积,增加钻头唇面作用于岩体的单位面积压力,从而提高钻头的锋利性.研究设计的φ75/54.5新型钻头的时效和寿命分别比同规格普通钻头提高42%和28%以上,取得了良好的效果.本文从理论上分析了该新型钻头的性能特点,阐述了交错式唇面设计和弱包镶设计的优越性.     

孔底流场和温度场数值模拟与试验研究——以取心孕镶金刚石钻头为例

为提高金刚石钻头的钻进效率,采用数值模拟与试验的方法研究孕镶金刚石钻头孔底流场与温度场,以合理设计钻头结构,保证钻进过程中钻头具有良好的冷却和排屑能力,避免钻头底唇面温度上升过高造成其非正常磨损。结果表明:流场产生的横向压力对转向面水口壁的压力破坏作用较大;钻头与岩石接触面温度变化与水口数目有关,水口过多会导致单个水口的钻井液流量减少,降低水口处的热传导效率,冷却效果不足,从而造成钻头磨损。      

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.     

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。     

胫骨生物陶瓷复合材料的微结构增韧机理

扫描电镜观察显示胫骨是一种由羟基磷灰石和胶原蛋白组成的自然生物陶瓷复合材料.羟基磷灰石具有层状的微结构并且平行于骨的表面排列.观察也显示这些羟基磷灰石层又是由许多羟基磷灰石片所组成,这些羟基磷灰石片具有长而薄的形状,也以平行的方式整齐排列.基于在胫骨中观察到的羟基磷灰石片的微结构特征,通过微结构模型分析及实验,研究了羟基磷灰石片平行排列微结构的最大拔出能.结果表明,羟基磷灰石片长而薄的形状以及平行排列方式增加了其最大拔出能,进而提高了骨的断裂韧性.     

钢材打捆机控制系统智能化技术的研究

钢材打捆机是一种用于轧钢精整工艺的新型自动化设备，其控制系统基于SiemensS7 PLC和TP7触摸屏。系统的智能化技术主要包括：液压高低压自动控制、在线监视、离线故障检测、多台设备协同工作、可视化人机交互技术。本文描述了这些技术的原理与实现方法。     

面向零件形状的计算机图形库的开发

论述了CAD技术中参数化设计的三种建模方法，重点介绍了基于特征的参数化建模原理。在此基础上，分析机械设计中的机构结构，归纳出其零件的几何特征构成。设计了机构CAD图形库，并提出了该图形库生成步骤和人机交互界面。     

FeCrAIW电弧喷涂层组织的致密化研究

采用激光辐照对FeCrAlW电弧喷涂层的组织进行致密化处理,借助扫描电镜和X衍射对涂层的组织进行了分析.测试了涂层的显微硬度.结果表明:涂层组织致密度提高,孔隙率明显降低.随着激光扫描速度的增加,涂层的显微硬度降低.在较低的扫描速度下,涂层与基体之间形成互熔区,涂层与基体之间产生良好的冶金结合.     

Role of Martensite-Austenite Component of Bainitic Structure in Formation of Properties of Pipe Steel. 1. Effect of Parameters of TMT

Metal Science and Heat Treatment - The effect of parameters of hot rolling and controlled cooling on formation of the martensite-austenite component of bainitic and ferritic-bainitic structures in...     

V法造型主要设备常见故障分析

V法造型工艺在铸造行业已经被广泛应用,但V法造型设备的发展却比较缓慢。由于非标设备的缘故,设备在安装调试和使用过程中,经常发生故障,影响设备的正常使用。本文列举了V法造型设备经常出现的故障,分析了故障的原因和解决方案。