孕鑲金剛石針狀合金復(fù)合式取心鉆頭的研究

孕鑲金剛石鉆頭的設(shè)計(jì)和使用 (2)

孕鑲金剛石鉆頭的設(shè)計(jì)和使用

人造孕鑲金剛石鉆頭的制作工藝 摘要：主要對(duì)煤礦和煤田勘探中常用的金剛石鉆頭的模具制作進(jìn)行了分析， 并簡(jiǎn)要介紹了金剛石鉆頭的熱壓工藝，以及在制作過程中應(yīng)注意的問題。 關(guān)鍵詞：金剛石鉆頭熱壓模具 人造孕鑲金剛石鉆頭是經(jīng)過特種工藝把金剛石微粉與特殊配方的粉末焊接 在剛體上而制成的。它具有鉆進(jìn)效率高，使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，它還具有很好的胎 體耐磨性、抗沖蝕性及沖擊性，胎體的線膨脹系數(shù)較高，胎體與缸體結(jié)合強(qiáng)度高， 孕鑲胎體金剛石分布均勻等優(yōu)點(diǎn)。它的破巖作用是由金剛石顆粒完成的。在堅(jiān)硬 地層中，單粒金剛石在鉆壓作用下，使巖石處于極高的應(yīng)力狀態(tài)下（約4200～ 5700mpa，有資料認(rèn)為可達(dá)6300mpa），使巖石發(fā)生巖性轉(zhuǎn)變，由脆性變?yōu)樗苄浴?單粒金剛石吃入地層，在扭矩作用下切削破巖，切削深度基本上等于金剛石顆粒 的吃入深度。 目前，金剛石鉆頭已被廣泛應(yīng)用在地質(zhì)勘探中，也被

為解決堅(jiān)硬巖層鉆進(jìn)效率低下,研究設(shè)計(jì)一種復(fù)合胎體金剛石鉆頭,在軟巖層進(jìn)尺快,在硬巖層亦能獲得相對(duì)較高的鉆進(jìn)速度,突破了單靠降低胎體硬度的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理念,獲得了滿意鉆進(jìn)效率。

深部堅(jiān)硬地層繩索取心鉆進(jìn)的特殊性在于鉆頭易打滑與增加鉆頭壓力受限的矛盾。在分析總結(jié)本溪鐵礦已施工超深孔成功經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,提出了孕鑲金剛石鉆頭的選擇與使用技術(shù)措施,提高了鉆進(jìn)效率,延長(zhǎng)了鉆頭使用壽命,解決了深孔堅(jiān)硬巖層鉆頭的打滑問題。

孕鑲金剛石鉆頭的性能對(duì)地質(zhì)勘探鉆進(jìn)的效率和成本有很大的影響。為了提高鉆頭的性能,本文設(shè)計(jì)、制造了一種用cvd金剛石條作為硬支點(diǎn)材料的新型孕鑲金剛石鉆頭。設(shè)計(jì)了cvd金剛石條的尺寸、數(shù)量及在鉆頭胎體上的排列方式。根據(jù)被鉆巖樣的可鉆性及研磨性,設(shè)計(jì)了鉆頭胎體硬度、金剛石粒度、濃度及鉆頭結(jié)構(gòu)。采用中頻感應(yīng)熱壓法制造了59mm硬支點(diǎn)孕鑲金剛石鉆頭,并進(jìn)行了沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明:與軟支點(diǎn)孕鑲金剛石鉆頭相比,在沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)試驗(yàn)中,硬支點(diǎn)鉆頭的鉆進(jìn)效率、抗沖擊性能均優(yōu)于軟支點(diǎn)鉆頭;與純回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)試驗(yàn)相比,鉆頭的平均時(shí)效更高,達(dá)2.84m/h,且鉆進(jìn)性能更加穩(wěn)定。

在金剛石鉆頭應(yīng)用研究過程中,高效率與長(zhǎng)壽命經(jīng)常是互相矛盾的,為協(xié)調(diào)兩者的關(guān)系,研究者往往把如何提高鉆進(jìn)時(shí)效作為首要解決的問題。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)此進(jìn)行了多方面的研究,如金剛石鉆頭人工出刃處理、優(yōu)選金剛石參數(shù)、改變胎體耐磨性,以及研制出各種異形唇面鉆頭和弱包鑲金剛石鉆頭。

在金剛石鉆頭應(yīng)用研究過程中,高效率與長(zhǎng)壽命經(jīng)常是互相矛盾的,為協(xié)調(diào)兩者的關(guān)系,研究者往往把如何提高鉆進(jìn)時(shí)效作為首要解決的問題。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)此進(jìn)行了多方面的研究,如金剛石鉆頭人工出刃處理、優(yōu)選金剛石參數(shù)、改變胎體耐磨性,以及研制出各種異形唇面鉆頭和弱包鑲金剛石鉆頭。

研制的人造金剛石單晶與wc-co硬質(zhì)合金復(fù)合球齒鉆頭,具有高耐磨性、高硬度、高沖擊韌性,其超硬復(fù)合部分在鉆進(jìn)大硬度的卵礫石地層時(shí),能象孕鑲金剛石鉆頭那樣切削巖石。野外鉆進(jìn)試驗(yàn)表明,復(fù)合齒鉆頭和普通合金鉆頭相比,回次進(jìn)尺提高1倍以上,小時(shí)效率提高1.5倍以上,平均壽命增加2.5倍以上,而每m進(jìn)尺鉆頭成本降低了35%。

本文針對(duì)目前用于鋼齒牙輪鉆頭齒面強(qiáng)化的國(guó)產(chǎn)硬質(zhì)合金抗沖擊能力差、耐磨性不足等問題,以鋼齒牙輪鉆頭基體材料20ni4mo作為試驗(yàn)用材,選用具有良好耐磨性能的球形硬質(zhì)合金和金剛石作為齒面強(qiáng)化材料,采用氧乙炔堆焊工藝完成了鉆頭基體材料的表面強(qiáng)化研究,從而提高鉆頭基體材料的表面耐磨性和抗沖擊能力。通過模擬鋼齒牙輪鉆頭工作環(huán)境,用沖擊磨料磨損試驗(yàn)實(shí)現(xiàn)對(duì)基體材料表面堆焊層的耐磨性檢驗(yàn),為鋼齒鉆頭齒面強(qiáng)化探索一條更為有效的新途徑。

　收稿日期:2001-05-30 　作者簡(jiǎn)介:薛軍(1942-),男(漢族),江蘇無錫人,中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)副研究員,科學(xué)鉆探國(guó)家專業(yè)實(shí)驗(yàn)室專職研究人員,鉆探工程專業(yè),碩 士,從事巖石破碎學(xué)的教學(xué)及鉆頭、鉆具的研究工作,北京市海淀區(qū)學(xué)院路29號(hào),(010)82323273;于松波(1971-),女(漢族),吉林松源人,吉 林油田責(zé)任有限公司測(cè)井公司技術(shù)員,從事測(cè)井技術(shù)及計(jì)算等工作。 關(guān)于薄壁金剛石鉆頭金剛石濃度的設(shè)計(jì)問題 薛　軍1,于松波2 (11中國(guó)地質(zhì)大學(xué)〈北京〉,北京100083;21吉林油田責(zé)任有限公司測(cè)井公司,吉林松遼132000) 摘　要:簡(jiǎn)要指出了薄壁金剛石鉆頭金剛石濃度合理設(shè)計(jì)的重要意義,提出了理論設(shè)計(jì)需要解決的幾個(gè)重要問題 和解決辦法,認(rèn)為通過生產(chǎn)或?qū)嶒?yàn)的檢驗(yàn)與修正

本文針對(duì)金剛石鉆頭如何合理使用,結(jié)合多年生產(chǎn)實(shí)踐,總結(jié)出系列措施,達(dá)到了提高生產(chǎn)效率的目的。

長(zhǎng)沙清泉設(shè)備技術(shù)有限公司 金剛石鉆頭的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn) 長(zhǎng)沙清泉鉆機(jī)有限公司為您詳細(xì)解析分析金剛石鉆頭的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn) 1、總體結(jié)構(gòu) 金剛石材料鉆頭屬一體式鉆頭，整個(gè)鉆頭無活動(dòng)部件，主要有鉆頭體， 冠部，水力結(jié)構(gòu)（包括水眼或噴嘴、水槽亦稱流道，排屑槽），保徑、切 削刃（齒）五部分 金剛石鉆頭的冠部是鉆頭切削巖石的工作部分，其表面（工作面）鑲 裝有金剛石材料切削齒，并布置有水力結(jié)構(gòu)，其側(cè)面為保徑部分（鑲裝保 徑齒）它和鉆頭體相連，由碳化鎢胎體或鋼質(zhì)材料制成。 鉆頭體是鋼質(zhì)材料體，上部是絲扣和鉆柱相連接，其下部與冠部胎體 連結(jié)在一起（鋼質(zhì)的冠部則與鉆頭體成為一個(gè)整體）。 金剛石材料鉆頭的水力結(jié)構(gòu)分為兩類。一類用于天然金剛石鉆頭和 tsp鉆頭，這類鉆頭的鉆井液從中心水孔流出，經(jīng)鉆頭表面水槽分散到鉆 頭工作面各處冷卻、清洗、潤(rùn)滑切削齒，最后攜帶巖屑從側(cè)

金剛石鉆頭的碎巖問題

金剛石鉆頭的選擇

金剛石鉆頭的保徑簡(jiǎn)介.

介紹國(guó)內(nèi)目前最先進(jìn)的幾種新型地質(zhì)、石油金剛石鉆頭。對(duì)新型金剛石鉆頭的設(shè)計(jì)理念、制造工藝及特征進(jìn)行簡(jiǎn)述,為金剛石鉆頭設(shè)計(jì)制造提供參考。

針對(duì)在堅(jiān)硬致密巖石中鉆進(jìn)時(shí)效低和鉆頭使用壽命短的技術(shù)難題,分析了熱壓鉆頭的金剛石出刃與巖石研磨性等巖性之間的內(nèi)在聯(lián)系,認(rèn)為鉆頭的胎體成分及其性能是關(guān)鍵,硬而帶脆性的胎體性能有利于金剛石出刃,從而能提高鉆進(jìn)速度。因此,從熱壓金剛石鉆頭的胎體成分與性能研究入手,經(jīng)過反復(fù)的試驗(yàn)研究,試制出了熱壓鐵基孕鑲金剛石鉆頭,取得了突破性的進(jìn)展。在堅(jiān)硬致密巖層中鉆進(jìn),鉆進(jìn)時(shí)效由0.5m左右提高到1.17m,鉆頭壽命由10m左右提高到21.31m,解決了在堅(jiān)硬致密巖層中鉆進(jìn)難的問題。試驗(yàn)研究結(jié)果說明,鐵基合金是一種新型的金剛石鉆頭胎體材料,熱壓鐵基孕鑲?cè)嗽旖饎偸@頭是一種新類型的金剛石鉆頭。

在聚晶金剛石復(fù)合片鉆頭的鉆進(jìn)過程中,其鉆進(jìn)效率受到很多因素的制約?？紤]鉆頭切削角度、切削速度和鉆進(jìn)速度對(duì)鉆進(jìn)過程的影響,利用ls-dyna對(duì)聚晶金剛石復(fù)合片鉆頭鉆進(jìn)巖層的過程進(jìn)行了模擬。通過仿真計(jì)算建立了聚晶金剛石復(fù)合片鉆頭切削角度的變化與鉆進(jìn)效率之間的關(guān)系,比較分析了切削速度和鉆進(jìn)速度對(duì)鉆進(jìn)過程的影響。

在鉆探生產(chǎn)中經(jīng)常遇到砂卵石層,砂卵石層中石英含量高,堅(jiān)硬,研磨性強(qiáng),形狀各異,大小不一,鋼粒鉆進(jìn)和硬質(zhì)合金鉆進(jìn)都不適用鉆進(jìn)砂卵石層;普通金剛石鉆頭鉆進(jìn)中竄動(dòng)厲害,對(duì)鉆頭胎體沖擊大,鉆頭磨損特別快,壽命低,而且容易掉塊,給鉆進(jìn)帶來麻煩,使鉆進(jìn)成本上升。針對(duì)砂卵石地層特點(diǎn),提出研制適用于砂卵石層金剛石鉆頭的設(shè)計(jì)與制造思路

臨清市金銳鉆具有限公司 版權(quán)所有：http://www.***.***/轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處 金剛石薄壁鉆頭 一、應(yīng)用范圍 應(yīng)用領(lǐng)域：建筑物中、水、電、煤氣、空調(diào)、管道安裝時(shí)打過墻孔。高速公路、機(jī)場(chǎng)跑道、 橋梁隧道等基礎(chǔ)工程的鉆孔、掏料、取芯，以及石材、陶瓷等非金屬硬脆性材料打孔。 臨清市金銳鉆具有限公司 版權(quán)所有：http://www.***.***/轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處 二、常見問題 1：為什么水鉆鉆頭開孔的時(shí)候老是晃，一直跑偏沒法鉆孔？ 答：由于開孔器直徑較粗，在使用的時(shí)候請(qǐng)將鉆頭前端與墻面形成60度左右的斜角，在鉆 進(jìn)大約5毫米的時(shí)間再慢慢將鉆頭扶正，然后正常開孔作業(yè)！ 2：水鉆鉆頭買回來第一次使用，還需要開刃嗎？ 答：不用開刃。水鉆鉆頭切削部分是金剛石的，在鉆孔過程中，金剛石顆粒起切削作用，粘 接劑（一般為銅合金）硬度小于金剛石而不斷被磨損，使新的金剛石顆粒

金剛石鉆頭