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孕镶金刚石钻头是通过胎体超前磨损,促使金刚石出露形成微切削刃,在钻压和扭矩的作用下对岩石进行磨削碎岩,可广泛应用于硬地层和复杂地层钻进。然而,常规金刚石钻头存在坚硬地层钻速低、进尺慢、费用高等问题。本研究首先采取甘青隧道S2Z-45钻孔相邻孔不同深度的岩石样品,对其硬度、矿物组成及可钻性进行测试分析,确定了岩层大部分以闪长岩为主,岩石可钻性等级为8级;然后针对甘青隧道的地质特点对孕镶金刚石的胎体硬度和底唇面形状进行了优化设计,并进行了现场试验,通过分析钻头的实际使用情况研究了孕镶金刚石钻头性能的影响因素。试验结果表明：胎体硬度为HRC 15～20、金刚石粒度40～50目、金刚石体积分数为20%、底唇面为环槽尖齿型的孕镶金刚石钻头性能最佳,寿命达到321 m,钻速为1.17 m/h;在相同金刚石参数下,胎体硬度为HRC 10～15的滚齿型孕镶金刚石钻头在钻速方面具有优势,最大钻速能够达到1.44 m/h。环槽尖齿型底唇面和高胎体硬度有助于提高钻头寿命,滚齿型底唇面和低胎体硬度有利于提高钻进效率,但钻头寿命偏低。 相似文献
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用电镀工艺制造金刚石钻头虽然在国外文献中报道得较早,但真正在工业规模上成功地使用,还是我国首先突破的。由于这种制造工艺流程简单,适于制造各种复杂唇面形状的钻头,并且是在室温条件下进行电化学反应,所以对金刚石无热损害现象。而且金刚石在电化学作用下,在胎体金属上包嵌牢固。因而,电镀钻头具有高的钻头寿命,适用范围广,具有良好的时效,已成为制造金刚石钻头的重要方法之一。 相似文献
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孕镶人造金刚石钻头在弱研磨性的中硬以软的岩层中(如结晶灰岩、灰岩、白云岩及泥质页岩等)钻进,其小时效率比较低,一般在1.0～1.4米/时左右.当使用软胎体钻头钻进时,钻头寿命又较短;胎体稍硬一点(如HRC35以上),钻进效率又不高;胎体太硬(如HRC45以上)金刚石又不易被磨出刃来,以致出现所谓的“打滑”.根据上述情况,现场工人采用“硬磨软打”的方法,即在研磨性岩层中钻进一段,使钻头上的金刚石磨出刃来,然后在软岩中打进尺,这样既提高了钻进速度,又延长了钻头寿命. 相似文献
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针对在硬而致密岩石中钻进时效低和钻头使用寿命短以及传统金刚石钻头胎体材料价格高等众多难题,采用混料回归试验设计方法,进行了替代碳化钨基金刚石钻头胎体材料的新型铁基胎体配方的试验研究;分析了热压钻头的金刚石出刃与岩石研磨性等岩性之间的内在联系,认为钻头的胎体成分及其性能是关键。因此,从热压金刚石钻头的胎体成分与性能研究入手,经过反复的试验研究与优化组合,研究出热压高磷铁基孕镶金刚石钻头的胎体材料,并试制出金刚石钻头。在室内对可钻性Ⅸ级岩石进行钻进的试验表明：钻进时效平均达到1．91m,钻头平均工作寿命达到60．26m。试验结果表明,高磷铁基眙体是一种性能良好的金刚石钻头胎体材料,且该类型胎体的热压金刚石钻头是一种成本明显降低、具有广谱性能的金刚石钻头。 相似文献
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详细介绍了低温电镀人造金刚石孕镶钻头在“打滑“地层中试用比热压人造金刚石和热压天然金刚石孕镶钻头技术经济效益高的情况，分析了该种钻头时效高、成本低、胎体磨损快，缘于电镀工艺特点和胎体合金成分诸因素，提出了在钻进中防止过快磨损的措施和途径。 相似文献
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用电镀工艺制造金刚石钻头虽然在国外文献中报导得较早，但真正在工业规模上成功地使用，还是我国首先突破的。由于这种制造流程简单，适于制造各种复杂唇面形状的钻头，由于是以室温条件下进行电化学反应，所以对金刚石无热损害现象，而且金钢石在电化学作用下，在胎体金属上包嵌牢固，因而电镀钻头具有高的钻头寿命，适用范围广，具有良好的时效，已成为制造金钢石钻头重要方法之一。李大佛同志是较早的长期从事电镀钻头研究和制造者之一，并且在这方面取得了显著的成绩，本书就是他在这方面理论研究和生产实践的总结。 相似文献
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探讨了在普通镀镍溶液中加入铵离子后,电镀液成分和电镀工艺条件对镀层性能的影响,得到了一种用于钻进坚硬致密弱研磨性岩层的优化配方及工艺条件,讨论了铵离子引起的络合作用.实验表明,当氯化铵的质量浓度为18 g/L时可细化镀层晶粒,提高胎体的硬度和脆性,改变胎体与金刚石的包镶程度,从而改变电镀金刚石钻头的性能,得到一种能有效钻进坚硬致密弱研磨性岩石的新性能电镀金刚石钻头. 相似文献
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低温电镀金刚石钻头的最大特点是低温,在电镀过程中,温度不超过200℃.这样的温度对于保证金刚石强度十分有利.实践证明,电镀钻头具有时效高、保径好、寿命长的优点.由于保径好,才可能有效地加厚底唇金刚石厚度、提高钻头寿命,从而有利于绳索取心.我们这次研制的钻头,其底唇镀有十九层金刚石,厚度有5.7～ 相似文献
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从粉末冶金的压型理论入手 ,分析热压法制造薄壁金刚石钻头的胎体压制过程中的受力情况 ,指出了平底唇面设计存在的不足 ,在分析薄壁金刚石钻头胎体密度和硬度分布及钻进过程的前提下 ,提出了薄壁金刚石钻头的唇面应采用类似半圆形。 相似文献
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近年来,针对坚硬致密地层、坚硬强研磨性地层以及坚硬致密泥岩地层这3类地质勘探的难钻进地层,开展了金刚石钻头相关的研究与攻关,取得了重大进步。针对坚硬致密地层,通过在胎体中添加稀土和自锐材料、低压钻头结构设计,在可钻性小于11级的坚硬致密“打滑”地层中,钻进速度可达1.5～2.0 m/h,钻头寿命达30～300 m;针对坚硬研磨性地层,通过超高金刚石工作层和优化的水力结构设计,超细预合金化粉末以及超耐磨胎体性能,使机械钻速同比提高20%～70%,钻头寿命同比提高1.4～10倍;针对坚硬致密泥岩地层,对尖齿复合片和巴拉斯钻头进行了深入的研究,钻进效率提高了50%左右。在油气田深井硬岩钻探领域,NR826系列金刚石孕镶钻头配合螺杆钻具同比牙轮钻头,机械钻速提高18%～85%,钻头寿命提高5～8倍。此外,我国在海洋深水钻探复合片钻头方面的研究也取得了长足的进步。 相似文献
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针对在坚硬致密岩石中钻进时效低和钻头使用寿命短的技术难题,分析了热压钻头的金刚石出刃与岩石研磨性等岩性之间的内在联系,认为钻头的胎体成分及其性能是关键,硬而带脆性的胎体性能有利于金刚石出刃,从而能提高钻进速度。因此,从热压金刚石钻头的胎体成分与性能研究入手,经过反复的试验研究,试制出了热压铁基孕镶金刚石钻头,取得了突破性的进展。在坚硬致密岩层中钻进,钻进时效由0.5 m左右提高到1.17 m,钻头寿命由10 m左右提高到21.31 m,解决了在坚硬致密岩层中钻进难的问题。试验研究结果说明,铁基合金是一种新型的金刚石钻头胎体材料,热压铁基孕镶人造金刚石钻头是一种新类型的金刚石钻头。 相似文献
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钻头用金刚石的数量一般以浓度表示,即每一立方厘米金刚石层含4.4克拉金刚石,也就是说,金刚石约占胎体的1/4作为100%的浓度.浓度大,金刚石钻头耐磨,寿命高,但成本也高.一般来说,人造金刚石孕镶钻头的金刚石浓度在25～75%范围内几乎不影 相似文献
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本文阐述了脉冲电镀的特点；比较研究了脉冲电镀与直流电镀镀层的结合强度、电沉积速度、耐磨性；钻进试验结果表明：脉冲电镀钻头较直流电镀钻头在时效和寿命方面都有较大的提高。 相似文献
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以微机控制电化学分析系统对铵盐镍基胎体镀层的电化学机理进行研究,试验了硫酸镍用量、氯化铵用量、镀液温度和镀液的pH值对镍沉积的影响,结果表明保持镀液适当高的pH值、略低的温度和加入氯化铵,可使镍沉积的极化增大,从而使镀层晶粒变小,结晶致密,且氯化铵的加入没有改变阴极过程的控制步骤。在N iSO4.6H2O 280 g/L,NH4Cl 19 g/L,H3BO335 g/L,十二烷基硫酸钠0.1 g/L;镀液温度45℃±1℃,pH值5.2,电流密度3.6 A/dm^2条件下电镀Φ41/27 mm室内钻头,钻进可钻性Ⅷ级的绢云母化含石英斜长石玢岩,钻进时效平均达到1.94 m/h,钻头的磨损约为0.092 mm/m,与普通镍-钴胎体钻头的使用寿命相差不大;但其钻进时效要比镍-钴胎体钻头高0.18 m/h,即约高10%,为野外生产试验提供了试制钻头的可靠资料和经验。 相似文献