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浅谈:复合片钻头的操作规程及电镀研发方向

作者:ag88环亚国际时间:2018-09-23 08:15浏览:

  浅谈:复合片钻头的操作规程及电镀研发方向

  复合片钻头(Polycrystalline Diamond Compact),聚晶金刚石复合片钻头的简称。是石油钻井职业常用的一种钻井东西。在曩昔的几年间,PDC切削齿的质量和类型都发生了巨大的改变。假如将20世纪80年代的齿与当今的齿进行比较的话,差异是相当大的。因为混合工艺与制作工艺的改变,当今的切削齿的质量功能要好得多,使钻头的抗冲蚀以及抗冲击才能都大为进步。假如你想进一步的了解复合片钻头的话,无妨随我一同来了解下复合片钻头的相关常识介绍。

  

  复合片钻头分类

  地质勘探用复合片钻头

  首要用于地质勘测勘探的复合片钻头,适用于软到中硬岩层,现在有些厂家新研发的新式复合片能够运用到十级硬度的岩层。

  煤田钻选用复合片钻头

  首要是用于煤矿上煤层钻探采挖。一般来讲煤田的岩层相对较软,复合片钻头被很多运用,如锚杆钻头,三翼钻头号。

  石油勘探用复合片钻头

  首要是运用在油气田的钻选用钻头。现在来说,油田用复合片钻头是一切复合片钻头里边造价最高,要求最高的。能够说是复合片钻头里边的贵族了。

  复合片钻头操作运用规程

  1、复合片钻头针对的地层是4—10级地层(按12级规范)

  2、复合片钻头作业原理是刮削,(切削)。

  3、软底层复合片钻头规划上笔直度高,硬应底层笔直度低

  4、钻压一般来说800-1000公斤压力,钻速89的钻头150--200转,钻头越大钻速越低

  5、针对粉砂岩(细砂岩)以钢件钻头为主,片数少的为佳,98/89钻头4翼的,113/108钻头5翼或6翼为佳,钻进速度快,效率高

  6、针对粗砂岩(砂砾岩)以热压体钻头为主,片数多的为佳,98/89钻头8翼的,113/108钻头10翼为佳。寿数长,保径效果好。不需要从头扩孔。

  

  复合片钻头的电镀研发方向

  1.复合片钻头的切削机理与优势

  复合片实际上是由一个人工金刚石的聚晶表层和硬质合金的碳化钨底层在高温高压进程中制作出来的完好产品。金刚石聚晶的晶向结构优于天然金刚石,即其晶体间的不定向摆放使它具有比天然金刚石还要高的抗磨性及强度,且无方向偏析。天然金刚石因其各向异性使其具有固有的弱了解面而往往易于破碎,因此其尖角易于崩碎、磨钝、圆化,而导致辞岩原理不是切削而仅仅是一种研磨与揉捏效果,所以天然金刚石表镶钻头的高效不能耐久。而复合片钻头因为刃面、刃尖两个方向具有自锐效果,刃口尖利,因此能够在较低的钻压和较低的转速条件下完成高速钻进,并能在整个运用进程中坚持高速钻进的效果。别的,因为复合片的碳化钨底层供给了抗冲击强度,所以复合片既具有其聚晶金刚石的硬度、耐磨性;又兼而有碳化钨的结构强度及抗冲击功能。复合片切削块作业时的磨损进程实际上是金刚石聚晶体不断掉落,新的锋锐的小晶体不断出露而使复合片切削块自锐的进程。

  2.复合片钻头的出产工艺问题现状

  复合片的热稳定性能够说很差。这是因为其底层选用合金(碳化钨)粉末,聚晶选用微纳米级单晶金刚石粉,在金刚石与碳化钨之间和金刚石粉内投进有粘结剂,一般是钴或钴的化合物,有时选用石墨粉时而需加上适量的触媒剂,在大约1500℃的高温文6万个大气压下烧结而成。这样因为起粘结和触媒效果的钴元素不只会形成聚晶金刚石的石墨化,并且还会因为钴或钴的化合物的热胀系数很不相同,因此聚晶层极易受热损坏。除了钴元素的影响以外,聚晶层和碳化钨层的不同热膨胀系数也易于形成聚晶层从底层(或衬底)上掉落的严峻缺点。因此,将复合片这样一个特定的切削块镶焊在钻头体上就成了一个关键技术。因为复合片的聚晶金刚石在高温700℃以大将引起衰化,故其钎焊的金属熔点应低于700℃;假使钎焊金属熔点过低,则又影响焊接后的衔接强度,形成钻头上的复合片在作业进程中易于掉落,这是现在复合片钻头的首要问题。

  

  3.复合片钻头出产工艺研究效果

  选用低温电镀的工艺研发这种钻头,彻底避免了高温影响,不可能发生热应力,经过几年的作业,获得了必定效果。

  经过对钻头钢体与模具加工光洁度及镀前除油污等问题的处理,对电解进程科学合理操控,实验证明低温电镀工艺是可行的,处理了钎焊工艺存在的缺点和缺乏。成为复合片钻头出产工艺的发展方向,其特色如下:

  (1)彻底避免了高温的影响,选用低温电镀的工艺研发复合片钻头,应当说是一个壮举,并且实践证明是合理的,也是成功的。

  (2)复合片钻头关于软地层(3~6级)是比较抱负的碎岩东西,它是归于切削型的钻头,具有最高的钻进速度,实验中最高时效高达14m/h,并且也能获得较长的运用寿数。

  (3)复合片电镀钻头不只适用于完好地层,破碎地层也较适用,具有较强的抗冲击功能。

  (4)用低温电镀的工艺镶焊复合片是可行的、合理的,因此也是成功的。不只因为低温不对聚晶金刚石发生热损害,并且复合片镶焊非常结实牢靠,实验钻头中没有复合片掉落。

  (5)复合片钻头的规划应考虑负前角、旁通角,且复合片以其半出露为好。为增强抗冲击功能应辅之今后支撑组织。

  (6)现在国内出产的复合片因为耐磨性还不高,正常运用中往往也磨损严峻,影响钻头寿数。

  (7)因为复合片热稳定性欠佳,所以钻头的冷却显得特别重要。运用中往往有聚晶金刚石与硬质合金别离或掉落以及磨损严峻,除了复合片出产质量方面的原因之外,恐怕也是因为其热稳定性差而对冷却、温度特别灵敏的原因所造成的。

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