Question

怎样根据岩石性能选择 金刚石钻头

Answer 1

　　金刚石钻头要根据岩石硬度才能确定钻头胎体硬度，岩石硬度不同金刚石钻头胎体也不同，其进尺速度也不同：
　　一．如果是.在硬的、坚硬的、可钻性级别高的和裂隙、破碎的岩石中钻进时，应选用细粒表镶或细目数孕镶的钻头、扩孔器。
二。在中硬的、可钻性级别低的和均质、完整的岩石中钻进时，应选用粗粒表镶或粗目数孕镶的钻头、扩孔器。
三，在研磨性强的岩石中钻进时，应选用硬胎体的钻头、扩孔器。
四，在研磨性弱的岩石中钻进时，应选用软胎体的钻头、扩孔器。
　　在我国石油内部分级有7个等级，1-7分别为：极软；软，中软，中，中硬，硬，极硬，按岩石硬度来排行分为10个等级，依次是：滑石、石膏、指甲、方解石、铜币、萤石、磷灰石、钢刀、玻璃、正长石、钢锉、石英、刚玉、黄玉、金刚石。
其实对于现在金钢石行业对金刚石钻头的设计很多金刚石钻头能钻所有的岩石层，只是它在钻燧石、花岗岩等硬度很高的岩层时，对钻头磨损厉害，这样就增加了钻井成本。由于钻头设计方式的不同，对这种地层更适合用牙轮钻头，能达到最高的经济效益。但是为了更好地开展工作，我们应该注意这些使用事项，一旦出现什么问题我们也好及时检查设备。

Answer 2

针对在硬而致密岩石中钻进时效低的难题,本文分析了碳化钨基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,试制出了热压钢结硬质合金型孕镶金刚石钻头。在硬而致密岩层中钻进的野外试验表明:与普通的碳化钨基钻头相比, 钻进时效由 0. 5 m / h提高到 1. 18 m / h, 钻头工作寿命由 10 m /个提高到 21. 31 m /个,基本解决了在硬而致密岩层中钻进难的问题。试验结果表明,钢结硬质合金型胎体是一种 性能优良的金刚石钻头胎体材料,该类型胎体的热压金刚石钻头是一种具有广谱性的金刚石钻头。
前言传统的热压碳化钨基金刚石钻头在地质勘探中广泛应用。碳化钨基金刚石钻头的耐磨性高,对岩层有较好的适应性。但是,这种类型的钻头对于硬 - 坚硬而致密的岩层表现出适应性不理想,钻进效果较差,时�0�8 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 金刚石与磨料磨具工程 总第 168期效只有 0. 40 m / h～0. 50 m / h,工作寿命只有 8 m～10 m。同时,近几年来碳化钨、钴、镍等金属材料的价格上涨,金刚石钻头的成本显著增加。为了提高钻头在硬而致密的岩层中的钻进效果和降低钻头成本,我们经过近两年的试验研究,成功地研制出热压钢结硬质合金型胎体孕镶人造金刚石钻头。钢结硬质合金型胎体就是以钢结硬质合金的设计思想为基础,对其成分和配比作了较大的改变,其中碳化钨、钴等材料的比例明显降低,在合理的热压条件下所形成的胎体。 1　胎体试验 1. 1　钢结硬质合金型胎体性能设计对于硬而致密的岩层,要提高金刚石钻头的钻进效果,必须具备两个基本条件: ①胎体的耐磨性能要与所钻进岩石的研磨性能相适应,钻头胎体在钻进过程中要略超前金刚石磨损,使胎体中的金刚石能够适时出刃, 保证有效地切削岩石。②要求胎体合金对金刚石有牢固的包镶效果,有较高的出刃而不脱落 [ 2 ] ,胎体中的金刚石能够较长时间维持锋利的切削效果。要实现这些目的,必须研究在钢结硬质合金型胎体中加入能提高润湿金刚石的合金成份。基于这两点,钻头胎体性能设计应包括钢结硬质合金型胎体成份及其性能研究。钢结硬质合金型胎体金刚石钻头的设计与研究, 是在以铁合金替代大部分碳化钨的基础上,添加一定量的镍、钴、锰、钛、铬、钼等材料以及稀土元素,在热压条件下形成一种具有一定的硬度、合适的耐磨性和能够牢固包镶金刚石的钢结硬质合金胎体 [ 1 ] 。我们重点研究胎体的硬度、耐磨性与包镶金刚石的牢固性。钢结硬质合金型胎体材料中,还需要加入一定量的磷铁合金材料以替代部分纯铁粉。加入磷铁合金的目的是降低烧结温度,提高胎体的硬脆性能 [ 3 ] ,并有利于金刚石在胎体中出刃,以提高钻进时效。为了控制胎体中磷的含量,除了加入磷铁合金粉外,还须加入羰基纯铁粉,以控制磷的含量和提高胎体的性能。 1. 2　钢结硬质合金型胎体试验: 针对坚硬致密岩石的特点,钻探实践和前期研究表明,金刚石钻头的胎体硬度以 HRB108～HRB115比较合适,其磨损量以中等偏下 ( 260 mg～370 mg)比较理想。钢结硬质合金型胎体的初步试验显示,为达到上述指标,胎体的基本配方如下:磷2铁的含量 40%～ 48%,作为粘结金属的锡青铜含量 26% ～32%, 碳化钨含量 12%～28%,镍含量 5%～10%,钴含量 3%～ 7%,其余成分是钛、锰、钼、铬以及稀土等。依据这种基本配比,在合理的烧结工艺条件下,制造出的胎体材料及其金刚石钻头有较好的适应性与钻进效果。热压工艺对于胎体性能会产生显著的影响,其中影响明显的是烧结温度和压力 [ 4 ] 。因此,在钢结硬质合金胎体研究中,烧结温度与压力必须纳入设计因素中。在高温下铁对金刚石有一定的热损伤,所以应采用快速烧结并适当缩短保温时间。在该试验中,烧结工艺设计为:烧结温度 960 ℃、压力参数 16 MPa、保温时间 4 min。胎体烧结试验在 SM1002A型自控智能电阻炉中进行。这种热压工艺组合是经过多次试验与分析后确定下来的,因而是合理的。根据上述胎体成分取值范围和烧结工艺,进行均匀设计试验,以研究钢结硬质合金型胎体成分变化对胎体性能的影响规律。按照均匀设计方法,本试验设计了 16个胎体配方组合,见表 1。选取胎体硬度和耐磨性为胎体性能研究目标。胎体硬度测试采用 HR - 150A型洛氏硬度计,并选择 HRB作为测量值,每个组合配方试制 2个试样,压力方向的两个面各测两次,共测 8个硬度数据,取其平均值作为该配方的硬度值。

追问

对于较硬的花岗石要选择怎样的金钢石钻头

追答

1.在硬的、坚硬的、可钻性级别高的和裂隙、破碎的岩石中钻进时，应选用细粒表镶或细目数孕镶的钻头、扩孔器。
在中硬的、可钻性级别低的和均质、完整的岩石中钻进时，应选用粗粒表镶或粗目数孕镶的钻头、扩孔器。
2.在研磨性强的岩石中钻进时，应选用硬胎体的钻头、扩孔器。
在研磨性弱的岩石中钻进时，应选用软胎体的钻头、扩孔器。