PDC钻头技术新进展

PDC钻头是用人造聚晶金刚石切削块嵌于钻头胎体而成的一种新型切削型钻头。极大地提高钻井工作效率和降低钻井成本。本文着重介绍了近几年国内外PDC钻头设计的新进展和PDC钻头制造的新工艺技术。     

人造多晶金刚石聚结体磨损机理研究

研究了人造多晶金刚石聚结体磨损机理．结果表明，微断裂是ＰＤＣ的主要磨损机制．杂质降低人造金刚石的强度，从而降低聚晶的耐磨性．粗颗粒的人造金刚石往往含有较多的杂质．含有粗颗粒金刚石的ＰＤＣ的耐磨性较低     

大颗粒硼皮金刚石聚晶的研制

本文利用一般生产的黄金刚石单晶作原料,或采取表面加硼处理,或在粘结剂中掺少量硼,使金刚石单晶表面蒙上硼原子层,同时强化粘结剂,在高温高压下进行了硼皮金刚石聚晶的研制,具有悬挂键的金刚石单晶表面,由于微量硼原子的引入,可能产生重构,从而可能改善聚晶的性能。实验结果表明,在高温高压下聚合成的这种大颗粒硼皮金刚石聚晶体的耐热性和磨耗比都大大提高,并且赶上了以含硼黑金刚石单晶为原料合成的大颗粒含硼黑金刚石聚晶,用它们做成的石油取心钻头,效果良好,初步的实验,取得了预期的效果。     

人造多晶金刚石聚结体磨损机理研究

研究了人造多晶金刚石聚结体磨损机理。结果表明，微断裂是ＰＤＣ的主要磨损机制，杂质降低人造金刚石的强度，从而降低聚晶的耐磨性，粗颗粒的人造金刚石往往含有较多的杂质，含有粗颗粒金刚石的ＰＤＣ的耐磨性较低。     

硼皮金刚石聚晶中硼原子的分布及对耐热性的影响

利用中子径迹和离子探针方法,对硼皮金刚石聚晶和含硼黑金刚石聚晶中硼原子的微观结构进行了观察,验证了硼原子分布模型;并利用热重-差热分析方法,对其耐热性进行了分析,解释了硼皮金刚石聚晶的抗氧化性能及化学惰性优异的原因。     

新型材料在牙轮钻头轴承中的应用

在分析钻头轴承系统工件条件的基础上,提出了钻头轴承材料应其备的基本性能。通过对国产新型耐磨材料的物理机械性能的分析,模拟钻井工况的材料磨损对比试验的研究,以及与新材料相适应的轴承结构的设计分析,本文得出：与现有金属轴承相比,各种超硬材料的轴承均能更好地适应钻头的工况,其中尤以人造聚晶金刚石耐磨型最好,结构合理、加工性好,能充分发挥新材料性能优势的材料复合型轴承将会成为未来钻头轴承的最佳竞争者。     

石油钻头三角聚晶磨损试验方法的研究

对人造金刚石三角聚晶在模拟实际工况的条件下，进行了耐磨性试验研究．主要从三角聚晶的磨损机理和微观结构研究了三角聚晶的耐磨性，从而全面评价聚晶的质量，寻求测定耐磨性的新方法，为聚晶的实际应用提供了可靠的依据．     

石油钻头三角聚晶磨损试验方法的研究

对人造金刚石三角聚晶在模拟实际工况的条件下，进行了耐磨性试验研究，主要从三角聚晶的磨损机理和微观结构研究了三角聚晶的耐磨性，从而全面评价聚晶的质量，寻求测定耐磨性的新方法，为聚晶的实际应用提供了可靠的依据。     

DK6825数控旋转电加工机床的研制

介绍了使用高纯石墨旋转电极对人造聚晶金刚石放电加工的机理；机床的组成、螺旋进给装置、控制原理；技术上的创新之处以及机床的工作范围和主要特征。     

国内电铸人造金刚石钻头 试制评述

一、概述 1972年勘探技术研究所收集报导了有关国外低温电铸天然金刚石钻头的资料,1973——1974年贵阳第六砂轮厂、临潼东风电热元件厂、桂林冶金地质研究所、贵州工学院等单位根据电镀人造金刚石锯片、什锦锉方法,从事电镀人造金刚石扩孔器的研制。六砂、临潼、贵工三单位于1974年4月三部一局在湖南锡矿山召开的人造金刚石钻进会上,首次展出电镀人造金刚石扩孔器。由于低温电镀法制造人造金刚石扩孔器,     

优质金刚石的特征及其在工程钻头上的应用

]通过热处理、静压强度实验,利用X射线衍射、发射光谱、XTL-Ⅱ观察和分析了优质人造金刚石的特征,从晶形、强度、杂质、热稳定性4个主要方面进行了较系统的研究,并时其在工程钻头上的应用进行了探讨．结果表明优质人造金刚石具有晶形好、强度高、杂质少、热稳定性优等特点;高品级金刚石钻头能创造良好的经济效益,具有广阔的应用前景．     

用超硬材料测定岩石研磨性

用模拟试验方法测定聚晶金刚石钻头的耐磨损性,推导出岩石研磨性指标计算公式.这种方法的测试结果能直接反映工况条件下的岩石性质.所得岩石研磨性指标是岩石研磨性质、钻头材料性质和工况的综合反映,可以直接用于预测PDC钻头的使用寿命和用于油矿的PDC钻头选型工作.     

人造金刚石聚晶的显微结构分析

分别对以Si、Ni为粘结剂及纯镍为粘结剂的人造金刚石聚晶作了显微结构的观察。结果表明:前者是以生成的SiC和镍硅相起粘结作用,因此,这种聚晶有较好的热稳定性及较大的脆性;后者是以镍的固溶体(Ni)起粘结作用,所以韧性较好.但是,镍与金刚石的热膨胀系数相差甚大,这似乎是使得镍聚晶不宜在温度较高的环境中使用的原因。最后,本文对提高聚晶的质量提出了参考意见.     

含硼黑金刚石聚晶的研制及其性能的测试

一九七六年七月,吉林大学、郑州磨料所与天津砂轮厂实行厂、所、校三结合,组成了黑金刚石聚晶科研协作组,于一九七六年十二月上旬在天津砂轮厂金刚石车间研制成功了具有特殊优异性能的大颗粒黑金刚石聚晶。这种聚晶具有较高的磨耗比,一般平均磨耗比可稳定在4万(1:40000)左右,其热稳定性也较高,在没有保护气氛的情况下,能在950℃—1050℃保持稳定,不降低质量,比普通黄金刚石合成的聚晶的热稳定性温度约高200℃,黑金刚石聚晶的这种优异性能,为制造红硬性高均金刚石制品,创造了有利条件,从而扩大了金刚石的使用范围,同时还从理论上预言、实践上证实,它还有化学惰性好的特性,可以用来加工铁族材料。这是一种有重要用途的新材料,且生产成本不高,可以大量投产,本文将报道这种聚晶的研制工艺和性能测试结果。     

聚晶用石墨发热体的煅烧温度对聚晶相对耐磨性的影响

本文通过对聚晶金刚石用石墨发热体煅烧后吸附及压缩性能的观测,对比了以煅烧和未煅烧石墨发热体合成聚晶金刚石的相对耐磨性,结果表明以煅烧后石墨发热体合成的聚晶金刚石的相对耐磨性比未煅烧者高几倍,最高相对磨耗比达10万以上,改善了聚晶金刚石的性能,同时也从一个侧面为制造合成聚晶金刚石专用石墨提供了依据。     

PDC钻头在湖北罗坡坝水电站帷幕灌浆中的应用

人造金刚石复合片(PDC)钻头进行湖北罗坡坝水电站碾压混凝土双曲拱坝基础帷幕灌浆钻进施工,属于国内初次采用的一种新型钻孔施工工艺,经过施工过程中的运用,证明此钻头在软到中硬基岩地层中施工时,能加快钻孔速度、节约成本,且施工效果良好。     

煤矿井下用内锥型聚晶金刚石复合片钻头工作状态模拟分析

为提高煤矿井下硬岩钻进破岩效率,设计了Φ94 mm内锥型PDC钻头;并对其进行了破岩过程仿真分析,以研究其受力特性。结果表明:与相同规格三翼内凹PDC钻头相比,在同等工况条件下,内锥型聚晶金刚石复合片箭头(polycrystalline diamond compact bit,PDC)所需轴向载荷降低近13%,破岩效率提高近30%;内锥型PDC钻头破岩受到的径向不平衡力占钻压的9.8%,钻头容易产生涡动;因此对于内锥型PDC钻头应关注其侧向力平衡的设计。根据分析结果,试制Φ94 mm钢体内锥PDC钻头并进行现场试验,相比于工区现用Φ94 mm普通钢体三翼内凹PDC钻头,试验钻头平均寿命提高2倍左右、破岩效率提高40%以上,表明研制的新型内锥PDC钻头有助于降低钻进成本,提高破岩效率。     

卡邦技术

概要 人造卡邦金刚石是一种子晶间形成金刚石一金刚石键合(D-D键)的优质多晶金刚石，其特点是硬度高[相当于天然单晶(110)面的值]，耐磨性好，结构致密，可抛光的光洁度极高，韧性好，是做拉丝模具、高精车刀、修正笔、砂轮刀、金刚石轴承及现代体育器具等的理想超硬材料。     

硼皮金刚石抗氧化性研究

本文用高温扩散方法制成了硼皮金刚石,其表面层硼的厚度小于0.1μm,并测得人造淡黄色金刚石,含硼金刚石和硼皮金刚石的动态起始氧化温度分别为675℃,813℃和924℃。由人造金刚石的Auger测量结果表明,在人造金刚石的内部约含有2％的氧。由于它的存在而降低了人造金刚石的抗氧化性与抗压强度。     

磨盘材料对聚晶金刚石复合片磨削规律的研究

1 前言 人造聚晶金刚石复合片(简称PCD复合片),是70年代以来开始研究使用的新型超硬材料,具有高硬度、耐磨性、抗振性和良好的导热性,用途广泛。由于硬度极高,精加工十分困难。本试验的目的是探讨PCD与何种磨盘、以何种速度研磨为好,且磨削速度最大,以寻求一种经济、便捷的机械研磨精加工方法。