金刚石钻头

摘要： “材料基因组计划”,采用高通量设计、制备和表征技术,将计算数据与实验数据相结合、高通量材料计算与多尺度模拟相结合,促使材料研究从传统的试错模式转向低成本、高效率、短周期的新模式,从而加快新材料的研发速度,实现研发成本和周期降低的目的。文章将仿生学与工业制造相结合,把生物非光滑表面的耐磨、减阻等特性引用到钻头的设计中,使钻头同样具有这样的特性。通过对典型生物表面的耐磨特性进行系统的分析总结,采用ANSYS软件对非光滑表面形态进行计算机模拟,建立仿生表面三维模型,计算钻头底唇面非光滑度的最优值为12.6%;根据模拟分析结果,制备?76.5mm仿生钻头并进行钻进实验,当非光滑度为13%时,仿生钻头平均寿命和钻进速度比普通钻头提高29.8%和21.3%,体现了仿生钻头高效耐磨的特性。

摘要： 毕力赫金矿地层特点,金矿体直接产于两组构造交叉控制岩浆隐伏侵入花岗闪长斑岩与围岩(安山岩、凝灰质砂岩)接触带,矿体产在断裂构造内。矿层处于断裂构造带内,钻孔施工过程中易发生冲洗液漏失、孔壁失稳等技术难题,采用四元高聚物化学泥浆顺利钻穿断层破碎带;金矿中深孔岩心钻探施工选择胎体硬度适中、金刚石颗粒适合、高胎体高水口金刚石钻头能够有效提高钻探效率;选择长深度S95mm绳索取芯钻进有利于钻孔弯曲度不超差,更能够确保钻孔顺利终孔。

摘要： 为提高热压孕镶金刚石钻头力学性能和耐磨性,使之更好地适用于强力规程钻探现场,提出常规热压+热等静压相结合的金刚石钻头制造方法。以2个优选的预合金体系钻头胎体配方为基础,分别采用常规热压、常规热压+热等静压的方式试制钻头胎体和孕镶金刚石钻头进行室内测试和现场试验对比分析。室内测试表明,相较于常规热压烧结方式,采用常规热压+热等静压烧结后,钻头胎体的硬度平均提高2.0 HRC,磨损量平均下降2.3 mg,相对密度达到98.7%和99.1%。现场试验结果表明,引入热等静压烧结之后,相同配方热压金刚石钻头其机械钻速相差不大,但耐磨性明显提高,使用寿命平均提高50.42%。

摘要： 段隆臣,男,博士,中国地质大学教授、博导,江西人,1967年生。中国机械工程学会生产工程分会磨粒加工技术专业委员会、中国机床工具工业协会超硬材料分会专家委员会委员,中文核心期刊《地质科技通报》、《金刚石与磨料磨具工程》期刊编委;曾获评2013年江苏省“双创”人才。主要从事岩石破碎机理及金刚石钻头、金刚石钻进过程与人工智能方面的研究。近年来在国家自然科学基金、国家重点研发项目课题、科技部国际合作项目、国防科技项目、中国地调局项目、中国核工业地质局项目、武汉市科技攻关项目和一批企业合作项目的支持下,围绕干钻自润滑孕镶金刚石钻头、坚硬致密岩石钻头、砂卵石地层钻头和深孔高效长寿命金刚石钻头,以及金刚石钻头自动化生产线研究方面取得了一批成果,公开出版著作教材5部,发表论文100余篇,三大检索论文45篇,获国家发明专利20项、省部级科技进步奖2项、教学成果奖2项。

摘要： 五龙金矿是辽东矿集区的大型石英脉型金矿床,累计黄金储量超过80 t,但随着开采量的增加,目前该矿床开采深度达近千米,保有储量不断减少,所以亟须开展矿区深部找矿研究。在以往研究的基础上,通过钻头胎体配方、金刚石参数及钻头结构等研究,试制高胎块金刚石取芯钻头。现场试验表明:钻头效果显著,机械钻速为1.4 m/h,钻头寿命达到132.2 m,解决了该矿区钻头钻进效率低、使用寿命短的问题。

摘要： 地应力监测孔作为地应力测量与监测的基础场所,钻探施工的质量直接影响到地应力测量试验的效果,扩孔的质量更是决定地应力监测仪器能否顺利安装以及后期监测仪器能否正常工作的关键因素。本文以京津冀协同发展区地应力监测孔钻探施工为例,详细介绍了地应力监测孔的施工工艺,包括取心钻具组合、金刚石钻头选择、组装式扩孔钻头分级扩孔钻进等,对保证钻孔垂直度和同心度、降低钻孔孔径误差、保证岩心采取率,以及提高监测孔扩孔效率和质量等关键技术提出了一些具体措施,并取得了良好的钻探效果,对今后地应力监测孔的钻探施工具有重要的指导作用。

摘要： 针对于人工二次镶焊金刚石钻头存在生产效率低,焊接质量参差不齐的问题,设计制造了一套金刚石钻头高频焊接的自动化控制系统。该设备由钻头传送系统、高频焊机移动系统以及自动焊接控制系统组成,介绍了该设备的工作原理以及工作流程,重点分析了该设备的自动控制系统。采用三菱FX2N PLC作为核心控制器,完成了钻头自动化焊接程序的编写,完成了触摸屏人机交互界面的设计。最后,基于该控制系统完成了Φ77mm金刚石取芯钻头的自动化焊接试验。结果表明该设备工作稳定,有效的减轻了人工作业负担,提高了金刚石钻头的焊接质量与生产效率,为镶焊金刚石钻头的批量化生产提供了有效方案。

摘要： 为提高金刚石钻头钻进钢筋混凝土、强磨性岩层的钻进效率,选择了一种耐磨性高、冷压成型好的铁预合金粉.本文设计了铁基胎体配方,研究了铁基预合金粉、Cu、Ni、Co各成分对铁基金刚石钻头胎体及钻进性能的影响.测试了不同配方下烧结试样的抗拉强度、三点抗弯强度和硬度,使用扫描电镜对断口进行微观分析,通过现场钻进实验测试钻头的钻进效率与寿命.同时分析了保温时间对铁基胎体力学性能的影响.结果表明:Cu、Ni、Co对铁基胎体的抗弯强度和硬度影响较大,且保温时间为5 min时,铁基胎体可以获得较好的力学性能.

摘要： 本文针对硬地层钻头寿命短、钻进效率低等问题,研制了一种新型超高胎体偏心齿钻头.该钻头通过条状或类条状设计提高了单齿工作压力;偏心布齿设计改善了钻进过程中钻头的切削齿受力状态,不但提高了钻头的强度,而且使得排浆更加通畅;扭面后支撑结构保证了钻头具有最高可至30 mm的超高胎体工作层.在钻头的制造工艺上,将无压烧结、热压烧结与二次镶焊3种工艺进行了有机结合,钻头金刚石热损伤小、钻头胎体强度高,保径优势明显,为深部硬地层高效长寿命钻进提供了技术支撑.

摘要： 基于现阶段露天矿钻井循环过滤装置存在的自动化程度低、过滤效果不佳、钻井事故率高及设备移动困难等问题;通过现场调研、工艺过程分析及科学计算等手段,重新设计了此装置;进行了样机的试制、调试、改进及定型使用.结果表明:该装置可以实现钻井液全自动循环控制、多级精细过滤以及添加剂科学配比等功能,消除了旧循环装置钻井液过滤不充分以及添加剂配比不准确等缺陷,大幅度提高了钻进效率,降低了钻头堵塞几率,且操控简单、移动便捷,为露天矿钻井循环过滤环节提供了较完善的解决方案.

摘要： 针对水电施工中常遇见的坚硬致密强研磨性地层,通过钻头胎体设计、金刚石优选、钻头结构设计、钻头烧结工艺等方面对金刚石钻头进行了试验研究,在溪洛渡水电站、长河坝水电站中进行了推广应用并取得了良好的效果:采用HRC35-40金刚石钻头在坚硬致密的玄武岩中钻进,其平均寿命可以达到70m,平均机械钻速为2m/h;在长河坝水电站中粗粒花岗岩等地层中钻进,钻头平均机械钻速最高可达2.7m/h,寿命最高能达到50m,比原定指标提高了25％,大大缩短了施工周期,降低了施工成本,满足了水电工程钻探施工的要求.

摘要： 针对水利水电工程钻探施工过程中常遇见的坚硬致密的研磨性地层,通过对钻头本身质量的优劣、钻头类型和规格的选择与地层岩性是否适应、钻探工艺的先进与否,以及实际操作中钻探工人的职业习惯、水平高低等综合因素的分析,在下浒山抽水蓄能水电站中得到了以下证实:采用HRC5～25范围内的热压金刚石钻头和电镀金刚石钻头在致密坚硬的花岗岩中钻进,其平均寿命为12m,最高寿命为28m,平均机械钻速约为0.8m/h,离预期的效果有很大的差距.虽然得到的结果不如人意,但是不断地从实践中总结和改进,对今后缩短钻探施工工期、降低生产成本,仍起着至关重要的作用.

摘要： 深部钻探地层复杂,施工周期长,对钻头的使用提出了很高的要求.以中国岩金勘查第一深钻——山东莱州三山岛矿区ZK96-5孔 4000m深孔施工为例,分析介绍了深部钻探金刚石钻头选择的原则和该孔施工所使用的不同型号金刚石钻头.通过分析钻头在深部钻探中的使用状况,探索提高金刚石钻头寿命的途径.

摘要： 年数较长的钢筋混凝土,混凝土性坚固,且合不同规格与数量的钢筋,难以钻进;经常出现钻头断齿的现象,给施工带来十分不便.针对这些现象,研制出用于该条件下的金刚石钻头,钻头的胎体设计为中软性能,采用奇数齿结构,配合添加立方氮化硼.试验表明,该钻头的钻进时效能够达到1.12m/h,钻头寿命能够达到28m;钻头没有出现断齿现象,基本满足了用户的要求.

摘要： 采用渍料钎焊方法对WC复合体进行了钎焊,研究了钎料中Mn、Ni等合金元素成分含量变化对钎料的熔化温度、浸润性能、金相组织及浸焊件力学性能的影响.结果表明,钎料中添Zn、加Mn、降Ni,能够显著降低钎料的熔化温度;Mn、Ni元素含量的增加,能够显著提高钎料的强度和硬度;同时显著改善钎料对WC的浸润性、提高结合强度;分析了钎料的金相组织,铸造状态的组织粗大,轧制后的组织较均匀细化.

摘要： 在金属矿勘查和科学钻探的施工中,钻头的合理选择和使用是提高难钻进硬岩地层钻进效率的最主要因素之一.针对河北宽城唐杖子金矿区钻进中的坚硬岩石典型岩样进行分析,并研究钻头中金刚石的浓度、分布、包镶和出刃,找出合适的钻头胎体材料和金刚石工艺参数,延长钻头寿命,提高钻进效率.

摘要： 本文介绍了3500m岩心钻探装备YDX-6型钻机的项目来源、技术路线、主要结构、技术参数、技术特点,主要创新点、野外生产试验与项目验收等情况.

摘要： 本文介绍了3500m岩心钻探装备YDX-6型钻机的项目来源、技术路线、主要结构、技术参数、技术特点,主要创新点、野外生产试验与项目验收等情况.

摘要： 本文介绍了3500m岩心钻探装备YDX-6型钻机的项目来源、技术路线、主要结构、技术参数、技术特点,主要创新点、野外生产试验与项目验收等情况.

摘要： 本文介绍了3500m岩心钻探装备YDX-6型钻机的项目来源、技术路线、主要结构、技术参数、技术特点,主要创新点、野外生产试验与项目验收等情况.

摘要： 本发明公开了一种金刚石钻头胎体粉末，属于粉末冶金材料的技术领域，包括有以下重量百分比的组分：骨架预合金粉末:粘接预合金粉末=1:1.8‑2.2，其中，骨架预合金粉末包括有以下重量百分比的组分：Si 3%‑5%、B 2%‑3%、C 0.2%‑0.4%、Cr 18%‑20%、Fe 2%‑3%、Ni 28%‑30%、余量Co；粘接预合金粉末包括有以下重量百分比的组分：Cr 5%‑7%、B 2.7%‑3.5%、Si 4%‑5%、Fe 2%‑4%、余量Ni；本发明还公开了采用上述金刚石胎体粉末金刚石钻头胎体粉末制造金刚石钻头的方法，包括：将金刚石钻头胎体粉末和金刚石粉混合，经热压烧结形成刀头，将刀头与刚体焊接获得金刚石钻头；本发明的金刚石钻头胎体粉末对金刚石粉的把持效果好，提高了金刚石钻头的钻切速度。

摘要： 本发明提供了一种高耐磨性孕镶金刚石钻头胎体材料及利用其制造金刚石钻头的方法，胎体材料各组份含量按重量百分比计为：FAM‑1020(Fe80Ni18Co2)占42～56％，FAM‑3010(Fe81Ni7Mn12)占16～22％、FAM‑2120(Fe85Ni6Cu6Sn3)占28～36％以及不可避免的杂质。其制造方法包括：对胎体材料升温；对胎体材料进行低压烧结处理；将胎体材料降温冷却至室温；对孕镶金刚石钻头坯体进行热等静压处理；冷却至室温。本发明通过合理设计孕镶金刚石钻头胎体材料组分和采用与所述组份相匹配的特殊低压烧结加热等静压制造方法，有效地提高了孕镶金刚石钻头胎体的耐磨性能和综合力学性能，可以实现高效、长寿命的钻进目标。

摘要： 本发明提供了一种孕镶金刚石钻头胎体材料，它的各组份含量按重量百分比计为：YG8占16～24％，FJT‑06占42～52％，FJT‑A4占16～20％，FJT‑A2占12～18％以及不可避免的杂质。利用其制造高适应性孕镶金刚石钻头的方法，它包括对胎体材料升温进行无压烧结处理；将孕镶金刚石钻头坯体冷却；对孕镶金刚石钻头坯体进行超强热压处理；将孕镶金刚石钻头坯体冷却出炉；孕镶金刚石钻头坯体冷却至室温的步骤。本发明通过合理设计孕镶金刚石钻头胎体材料组分和采用与所述组份相匹配的特殊无压烧结加超强热压复式制造方法，有效地提高了孕镶金刚石钻头胎体的综合力学性能，可以实现高效、长寿命的钻进目标。

摘要： 本发明公开了一种金刚石刀头的热压模具、金刚石刀头的制备方法、金刚石刀头及金刚石钻头,制成的金刚石刀头为弧形片状，包括纵截面为矩形的钻切刀头和纵截面为三角形的尖角刀头；本发明金刚石刀头的热压模具针对钻切刀头和尖角刀头，将上压头和下压头分别分成两个部分，使得模具压头组的结构更简单，制作成本更低；且可根据热压烧结时收缩比例提供热压压力，使用更灵活；制成的金刚石刀头的钻削端面顶部形成三角尖顶刀口，保持极佳的刀头自锐性和锋利度，耐磨性强，且使用寿命长；且成型的金刚石刀头尺寸和形状误差较小，精度高，质量好；金刚石钻头能够快速切入被钻切材料，提高刀头的钻切速度，提高钻切锋利度，保证其切割稳定性和安全性。

摘要： 本发明提供了一种孕镶金刚石钻头制造模具及制造方法，该制造模具包括由外至内依次同轴套接布置的绝缘外芯、钢质底模和绝缘内芯，所述钢质底模包括环状圆柱段和沿环状圆柱段上表面周向间隔分布的若干钢叉，相邻两个钢叉之间安装有石墨压头，所述石墨压头下端面与环状圆柱段上表面之间具有一定间距，形成用于放置胎体粉末的装料空间。该发明通过设计石墨压头，在进行电阻加热时，可相当于电阻烧结的电主体，电流依次流经石墨压头‑胎体粉末‑钢质底模，热量自上向下传导，有效解决了现有对于大直径孕镶金刚石钻头难以保障热压烧结的均质性的问题；并且石墨压头可承受大于50MPa的高压力，充分压密胎体粉末，提高对金刚石的握裹能力。

摘要： 本发明涉及热压金刚石钻头制造设备技术领域，尤其是涉及一种金刚石钻头生产模具及金刚石钻头。金刚石钻头生产模具包括底模、芯模和钢体；底模用于放置金刚石切削体和胎体合金粉末；芯模包括圆柱段和圆台段，圆柱段与底模固定连接，圆台段与圆柱段固定连接，圆台段的下底与圆柱段的上表面重合；钢体能够套设在圆台段上，且钢体配置成在初始状态下，其下端位于圆台段的两端之间，在烧结后降至常温状态下，其下端位于圆台段与圆柱段的连接处；圆台段的锥度为K，K＝2X常规高温:H降。通过设计具有合适锥度的圆台段，能够尽可能地减小高温阶段钢体和芯模之间的间隙的实际大小，从而能够有效缓解烧结压力的泄漏现象，减少胎体中粘结材料的大量流失。

摘要： 本发明提供了一种高耐磨性孕镶金刚石钻头胎体材料及利用其制造金刚石钻头的方法，胎体材料各组份含量按重量百分比计为：FAM‑1020(Fe80Ni18Co2)占42～56％，FAM‑3010(Fe81Ni7Mn12)占16～22％、FAM‑2120(Fe85Ni6Cu6Sn3)占28～36％以及不可避免的杂质。其制造方法包括：对胎体材料升温；对胎体材料进行低压烧结处理；将胎体材料降温冷却至室温；对孕镶金刚石钻头坯体进行热等静压处理；冷却至室温。本发明通过合理设计孕镶金刚石钻头胎体材料组分和采用与所述组份相匹配的特殊低压烧结加热等静压制造方法，有效地提高了孕镶金刚石钻头胎体的耐磨性能和综合力学性能，可以实现高效、长寿命的钻进目标。

摘要： 本发明提供了一种孕镶金刚石钻头胎体材料，它的各组份含量按重量百分比计为：YG8占16～24％，FJT‑06占42～52％，FJT‑A4占16～20％，FJT‑A2占12～18％以及不可避免的杂质。利用其制造高适应性孕镶金刚石钻头的方法，它包括对胎体材料升温进行无压烧结处理；将孕镶金刚石钻头坯体冷却；对孕镶金刚石钻头坯体进行超强热压处理；将孕镶金刚石钻头坯体冷却出炉；孕镶金刚石钻头坯体冷却至室温的步骤。本发明通过合理设计孕镶金刚石钻头胎体材料组分和采用与所述组份相匹配的特殊无压烧结加超强热压复式制造方法，有效地提高了孕镶金刚石钻头胎体的综合力学性能，可以实现高效、长寿命的钻进目标。

摘要： 本实用新型公开了一种金刚石钻头模具及金刚石钻头，属于金刚石钻头生产相关技术领域。金刚石钻头模具包括外模、芯模、第一插块和第二插块，所述外模内侧设置芯模，所述外模和芯模之间形成环形间隙，所述第一插块和第二插块交错放置在环形间隙中。钻头制作过程较为简单，制作的钻头品质好，能够适应生产需求。金刚石钻头结构紧凑，利用连续使用。

摘要： 本实用新型提供一种金刚石钻头用刀头以及使用这种刀头的金刚石钻头，刀头为六面体结构，包括：上端面、下端面、内侧面、外侧面、左侧面和右侧面，其中上端面为钻切面，用于切入被钻切材料；下端面为安装面，用于固定刀头于基体上；上端面呈波浪形结构，上端面上间隔开设有多个斜槽，每个斜槽均贯穿于内侧面和外侧面。本实用新型通过在刀头的上端面上开设两个斜槽，使得刀头上端面呈波浪形结构，使得金刚石钻头能够快速切入被钻切材料，提高钻切速度，同时保证钻头的切割稳定性和安全性。