电镀热压人造金刚石孕镶块嵌齿薄壁钻头的研制

采用低温电镀工艺 (室温 )生产热压金刚石孕镶块钻头 ,或者说把金刚石孕镶块镶嵌在钻头钢体上 ,然后在其表面镀覆一层金刚石复合镀层使其与钢体相结合从而使其避免银焊对金刚石的二次热损伤 ,使这种钻头具有胎体性能可调性好和内外保径强的优点。经探索性试验 ,取得了较好的效果 ,受到了用户好评     

基于稳态碎岩方式的PDC钻头设计分析研究

自从20世纪80年代PDC复合片研发成功以来,PDC钻头由于其钻进性能强和耐磨性能好,在世界许多国家的石油钻井和地质勘探中得到了广泛应用,取得了很好的效果。但是,如何进一步提高其在钻探工程中的技术经济指标是一个很迫切的问题。俄罗斯博士СкоромныхВ.В.教授等对此进行多年研究,提出了稳态破碎岩石方式的思想,即在轴载和扭矩切力形成的合力R与切削面成垂直角度条件下,切入深度h不变时形成的一种碎岩方式。并在此基础上提出了一些设计PDC钻头方面的建议。     

乌克兰新型聚晶AKTM与金刚石复合式钻头钻进坚硬岩石的研究

分析了新型聚晶材料AKTM的物理一力学性质,研制了针状AKTM与金刚石复合式钻头.试验研究了AKTM直径对钻头钻进性能的影响,确定了最优尺寸.室内外钻进试验表明,这种复合式钻头能够有效钻进X～XI级的坚硬岩石.     

受控定向孔钻进用自动导航系统的分析研究

钻探工程中常用受控定向孔钻进。在受控定向孔钻进中,及时了解并掌握钻孔顶角、方位角、造斜器安装角度和孔底实时位置(孔深)等参数非常重要。俄罗斯钻探工作者研发的定向钻进用信息、工艺、自动导航集身于一体的自动导航,对于提高定向钻进效率、保证钻孔质量、提高钻探技术经济指标具有重要意义,值得我们参考。     

孕镶金刚石钻头钻进花岗岩岩屑特性室内试验研究

岩屑的特征参数是影响其环空上返的一个重要因素。为研究孕镶金刚石钻头钻进花岗岩所产生的岩屑特性,开展室内微钻试验。研究发现碎岩产生的岩屑在一定范围内呈单峰值分布,且岩屑粒度分布范围与钻压、转速等钻进参数有关;在一定程度上岩屑峰值粒径随着钻压的增大而变大,随着转速的增大而变小。进一步显微观察岩屑形貌特征,发现岩屑颗粒基本小于岩石原矿物颗粒尺寸,且岩屑颗粒多呈单一矿物成分,较少有多种矿物相互混杂的岩屑颗粒;显微观察岩屑与岩石表面形貌特征,发现孕镶金刚石钻头钻进花岗岩时以体积破碎的方式为主、塑形微切削方式为辅。     

低温电镀热压金刚石孕镶块钻头的研制

采用低温电镀工艺（室温）生产热压金刚石孕镶块钻头，或者说金刚石孕镶块镶嵌在钻头刚体上，然后在其表面镀覆生层金刚石复合镀层使其与刚体相结合从而使其避免银焊对金刚石二次热损伤，同时这处钻头具有胎体性能可调性好和内外保径强的优点。深受生产用户好评。     

金刚石表面金属化在金刚石钻头制造中的应用研究

通过先对金刚石进行预处理，之后采用化学镀方法镀一层Ni-W-P合金膜，再采用电镀方法，镀一层Fe－W合金或Cr金属膜。镀覆合金膜的金刚石经过热压烧结工艺过程，合金膜能同金刚石实现强碳化物冶金结合，能同股体金属生成高性能的合金体，实现牢固的包镶，达到提高金刚石钻头使用寿命的目的。     

钻进打滑地层时造孔剂对镶金刚石钻头性能的影响

基于孕镶金刚石钻头在低钻压下或钻进弱研磨性地层时,出现钻进"打滑"的现象,提出向钻头胎体中添加造孔剂,降低胎体耐磨性的思路,以增强金刚石的出刃,提高钻进时效。通过对造孔剂的结构分析表明,A、B型造孔剂在冲洗液的冲蚀和岩层的研磨作用下,均会有造孔功能,且A型造孔剂在热压时能紧密堆砌,使得其具有更好的力学性能。胎块和钻头的性能测试结果表明,含造孔剂胎块的各项力学性能均有所下降,含A型造孔剂胎块力学性能下降的幅度小于B型造孔剂,当造孔剂的含量不超过30%时,胎块的力学性能下降幅度较小。加入A型造孔剂后,孕镶金刚石钻头的钻速明显增大,当造孔剂含量为30%时,钻速提高了1.4倍。含造孔剂胎块唇面分析表明,含A型造孔剂的胎块表面孔隙分布均匀,且加入的造孔剂具有造孔功能。分析了造孔剂对金刚石出刃的影响,结果表明,胎体中加入造孔剂后可增强胎体底唇面的粗糙度,降低钻头胎体对金刚石的包镶程度,促进金刚石的出刃,提高钻进时效。     

基于试验的模拟月壤表层取样理论修正及其应用

月球探测对于我国各方面综合实力的提升均具有巨大的推动作用。当前我国各研发机构对月球采样的研发重点集中于采样机具的设计制造上,对采样机具和月壤之间相互作用却研究较少。与地球土壤相比,月壤的形成环境与条件完全不同,从而造就了其较为特殊的物理力学性质。在利用与真实月壤类似的模拟月壤进行的薄壁圆筒贯入试验中,发现存在月壤滞留和月壤附壁现象,从而分析得出在采样机具表面与月壤相互作用的理论分析中,除了传统的摩擦力理论外,还可通过最大抗剪强度进行分析。通过对试验现象和数据对比摩擦力理论和最大抗剪强度理论发现,最大抗剪强度理论更加符合实际情况。故将最大抗剪强度理论引入已有的月球螺旋钻进采样的理论模型中,通过计算得出基于最大抗剪强度理论计算的螺旋临界转速低于基于摩擦力理论计算的临界转速,在一定程度上能够降低采样机具的能耗。     

强、弱混镶新型金刚石钻头的研究

本文分析常规金刚石钻头与普通弱包镶金刚石钻头在钻进极坚硬岩层时存在的不足，提出了研制强、弱混镶钻头的设计思想，并对该种新型钻头工作层结构进行说明，阐述其工作层中强、弱裹覆工作材料的实现工艺。通过设计新型强、弱混镶钻头，进行室内钻进试验，结果表明强、弱包镶混镶钻头具有高时效、长寿命等优点。