国外金刚石钻头新技术

金刚石钻头是石油行业常用的钻井工具,本文通过调研和分析国外钻头专利,对金刚石钻头的发展方向和新技术进行了研究,从工艺技术、切削齿、结构等方面进行了分析总结,提出了发展我国钻头高端产品的思路和对策。     

沉积时间对高熵合金溅镀氮化薄膜性能的影响

以高熵合金(Al Cr Nb Si Ti V)为靶材,Ar为工作气体,N2为反应气体,利用反应式直流磁控溅镀在硅晶片和车削刀具上制备高熵合氮化薄膜,探讨不同溅镀沉积时间对(Al Cr Nb Si Ti V)氮化物薄膜表层微结构及机械性质的影响。沉积薄膜中所有元素的相对原子浓度与高熵合金靶材相当。氮化物薄膜组织均匀、致密地附着于基材,薄膜表面为颗粒状组织。随着溅镀时间的增加,显示薄膜表面晶粒变大,薄膜沉积速率下降。应用高熵合金(Al Cr Nb Si Ti V) N氮化物薄膜镀层刀具干式切削S45C中碳钢圆柱工件时,工件表面的粗糙度和刀具的侧面磨损显著降低。研究显示镀层可有效提升刀具切削效率,延长刀具使用寿命,溅镀时间30 min时,车削刀具的切削性能最佳。     

单弯螺杆钻具井斜控制技术研究

对于易井斜井段防斜快打技术问题,分析了单弯螺杆钻具组合的结构特点和力学性能。总结单弯螺杆钻具增加钻头侧向力,且具有钻头转角正负交替变化的特点,并增加了单位进尺钻头横向切削次数来实现防斜纠斜的目的。通过比较防斜单弯螺杆钻具组合与导向钻具组合力学性能比较,发现导向钻井的单弯螺杆多了一个近钻头稳定器,不能用于纠斜的钻具组合。     

适合于高桥区块中生界地层PDC钻头研发

位于鄂尔多斯盆地的高桥区块中生界地层岩性复杂,钻头进尺少、数量多,制约了该重点探区的提速提效。设计适应该特定地层岩性的高效PDC钻头,提供高钻头进尺,减少起下钻趟数,可有效减少钻井周期。本文通过深入认识地层岩性,分析地层可钻性,结合先进的钻头设计理论,从钻头内锥、切削元件定位几何尺寸等方面进行个性化研发设计,并在结构方面进行了针对性优化,研发设计出的新型钢体PDC钻头,在高桥区块高桥31-117等井进行了成功应用,试验结果表明,该钻头达到了提高进尺、减少起下钻的目的,有利于该区块提速。     

PDC钻头最新技术的综述

为满足钻井市场不断发展的需要、解决钻井难题、提高钻井效率,近年来全世界各大钻头公司设计开发出多种新型PDC切削齿、专用PDC钻头及相关技术。本文对TOUGH-DRILL钻头、Genesis HCM钻头、定向井钻头、套管开窗铣钻工具、超硬热稳定PDC切削齿、扭转震击器、内外刀翼式PDC钻头等各种新型井底钻井工具进行了简要介绍。     

新型PDC钻头苏36区块上部地层应用

苏36区块是鄂尔多斯盆地重要探区,由于上部地层岩性复杂,常规PDC钻头在该区块存在着进尺少、钻速慢等问题,使得上部地层井段起下钻趟数较多,制约了该区块的提速提效。本文在深入认识该区块上部地层地层岩性的基础上,研究分析了上部地层钻头磨损特点,明确了地层对钻头的要求,从冠部轮廓、切削齿布置、刀翼结构、水力结构等方面出发,优选出的六刀翼、19 mm尺寸复合片切削齿的新型PDC钻头,在5口井进行了应用,钻头平均进尺较同区块同层位常规PDC钻头提高了15.93%,达到了苏36区块提速提效的目的。     

PDC切削齿新技术

PDC切削齿是由碳化钨硬质合金基体和人造金刚石颗粒组成。PDC切削齿最早是由GE公司在1971年首先研制成功,之后得到快速的发展。PDC齿作为钻头的基本切削元件,其性能参数在很大程度上决定了钻头的切削性能。本文分析了切削齿失效形式与机理,介绍了可旋转切削齿、锥形齿系列、模块化切削齿等一系列切削齿新技术,这些新的切削齿技术提高了PDC齿的抗冲击性、耐磨性以及热稳定性,延长了PDC钻头的工作寿命。文章最后还提出了目前切削齿测试评价方法中所存在的问题,讨论了今后切削齿的发展方向。     

浅孔钻在机械加工中的应用

浅孔钻是指钻孔深度小于2．5～3倍孔径的硬质合金可转位钻头,刚性好,可进行高速、大进给量的切削,其切削效率比高速钢钻头高约3～5倍,具有较高的生产效率和较高的性价比。     

15-5PH不锈钢深孔加工的改进

高速钢刀具在15-5PH不锈钢材料进行深孔加工时效率很低,通过工艺改进,选用硬质合金钻头,优化切削参数,加工效率明显改善.同时用硬质合金钻头加工孔的尺寸、形位公差和粗糙度也较高速钢刀具加工有较大改观,可以减少工步数量.     

物探冲旋钻头改进技术试验研究

本文进行了物探冲旋钻头失效分析及其相应改进技术的试验研究。研究结果表明,物探冲旋钻头的失效主要是钻头本体冲击端面出现麻点、剥落和表面下凹,花键断裂,以及钻头牙齿的磨损和断裂,主要原因是其工况条件复杂,受力状况较差,钻头本体和牙齿材料自身性能(如:硬度、耐磨性、耐冲击性等)不能满足这样复杂的工况条件等,采用钻头本体热处理工艺后,其强度、硬度和冲击韧性明显提高,有利于防止钻头冲击端面的疲劳破坏和花键侧面的塑性变形和压溃,以及提高钻头头部的耐磨性能。同时纳米复合材料在钻头牙齿中的应用,能有效改善牙齿的耐磨性和耐冲击性能,大幅度提高钻头破岩效率,延长钻头使用寿命。     

高效刀具在树脂基玻璃纤维复合材料切削中的运用

树脂基玻璃纤维复合材料是重要的应用材料,其硬度与强度较高,同时密度较低,具有可钻性良好的特点。然而该材料的切削加工较为困难,会对刀具产生严重的磨损,切削效率也并不高。基于此,本文对树脂基玻璃纤维复合材料的切削特性进行了阐述,并明确了刀具选择思路,通过多种切削刀具的试用选择了最适合的切削工具,并对其切削参数进行了合理设定,以期提高高效刀具在树脂基玻璃纤维复合材料切削中的运用效果。     

靖南区块上部地层PDC钻头研发

长庆油田靖南区块钻遇地层岩性复杂,上部地层使用钻头较多,导致钻井周期长,制约了该重点探区的提速提效。研发适合于该区块上部地层的高效PDC钻头,增加单只钻头进尺,减少起下钻趟数,有利于缩短钻井周期。通过对该区块上部地层岩性深入分析认识,应用现代PDC钻头设计理论,优化钻头冠部轮廓、切削齿布置和刀翼结构,并进行了水利结构优化和力平衡校正,个性化地研发了六刀翼、16 mm复合片的新型PDC钻头。新研发的PDC钻头进行现场应用后,相比邻井在延长-纸坊组上部地层节约了1趟钻,单只钻头进尺超过了邻井两只钻头进尺之和。现场应用结果表明,新研发的钻头实现了增加靖南区块上部地层PDC钻头单只进尺的目标,实现提速提效的目的。     

GS1号区块PDC钻头的优选及应用

近些年,江苏油田正在开展优快钻井技术的研究,PDC钻头的优选,对提高机械钻速起着很大的作用,本文通过对PDC钻头基本切削原理的介绍及G1区块两口从式井的施工中PDC钻头实际使用情况介绍及对比,得出该区块优快钻进建议使用的PDC类型,以及需要注意和改进的相关建议．     

可转位铣刀排屑结构专利分析

<正>本文通过对可转位铣刀的排屑结构的专利进行分析检索,分析可转位铣刀排屑结构的专利申请的专利年度分度、专利的区域分布、专利有效性、主要申请人、中国申请的申请人的整体构以及技术的发展脉络和相关的核心专利,为该领域的技术创新提供参考。概述切削刀具是机械制造过程中用于切削加工的工具。切削刀具的类型有很多,例如车刀、镗刀、钻头、铣刀等。     

圆轴径向孔的加工

在圆弧面上钻孔,由于钻头定心困难,切削量不均,钻头偏移轴中心;且偏移方向、位移量不定,使两端孔中心位置度超差。通过设计钻模,钻孔时,钻头由钻套定心,保证了孔中心与轴中心偏移量在0.1mm之内;同时,通过定位销定位,使轴两端孔位置度偏差在0.2mm之内。通过使用工装,既提高了工作效率,又保证了产品质量。     

减振器安放位置对钻头轨迹的影响规律分析

针对减振器安放位置的优选问题,基于钻柱振动方程与系统动力学基本理论,建立了钻柱系统动力学模型,并根据实钻井眼参数和操作参数建立了钻柱系统和钻头轨迹的数值计算模型,分别对不同减振器安装位置的案例进行了仿真计算、分析和优选。结果表明减振器安放位置对钻头在第一、三、四象限的运动影响较大,且得出了距离钻头0.6m时为最佳安放位置的结论。采用本文研究所推荐安放参数可改善钻头的切削效果,有利于井斜预防和轨迹控制。     

砾石地层用PDC钻头的设计与应用

PDC钻头在软硬交错、均质性差的砾石地层中钻进时,适应性差,钻头切削齿易先期损坏。长庆陇东油气田洪德区块下部存在长约400米的软硬交错砾石层,可钻性极差。针对PDC钻头在该区块寿命短的问题,本文提出了一种新的双圆弧冠型、后排限位齿的钻头设计方案,并在现场试验中取得成功,实现了该区块首次单只PDC钻头二开一趟钻打穿砾石层,节约起下钻4次,机械钻速较传统设计PDC钻头提高了18.85%。研究表明:首段大圆弧、次段小圆弧的冠型设计可以有效改善PDC钻头在砾石层的适应性,后排限位齿能够保护主切削齿,延长整个钻头的使用寿命。     

（Ti,Al）N／W6Mo5Cr4V2膜基界面结构的电镜研究

在W_6Mo_5Cr_4V_2型高速钢表面沉积了新型的(Ti,AI川ie层,用透射电镜等研究了(Ti,AI)N/W_5Mo_5Cr_4V_2膜基界面区结构.结果表明,其界面区有一过渡层,由α-Ti和FeTi相组成,且与基体有一定的位相关系。     

浙东地区新近纪松散沉积层分布及其工程特性研究

浙东地区新近纪玄武岩地层中普遍分布有松散沉积层,其充填物多呈半胶结或半成岩状,结构分布极不规则,力学性质介于土与岩体之间,工程强度软弱且复杂,常成为边坡失稳破坏的主导因素。通过查阅地质资料、现场勘查和地质钻探分析,探明区内新近纪松散沉积层分布规律和物质组成特征,结合室内试验,对松散沉积物进行基本物理性质测定,制备重塑样以进行力学强度研究。研究结果表明,该松散沉积层集中出露于嵊县、新昌和宁海等地,主要为河湖相沉积,是构造运动的产物,其力学强度较低,压缩变形量大,在特定条件下,易成为基岩滑坡的滑动面。     

三种不同显微组织的高钢级管线钢EBSD表征

基于高钢级管线钢的成分体系,建立双亚点阵模型:(Nbx,Ti1-x)(Cy N1-y)-Al N复合析出的热力学模型,计算出800℃~1450℃温度区间内两种不同Nb含量的管线钢中碳氮化物复合析出数据,并于Jmatpro软件计算结果进行比较,结果表明:Nb含量的增加,提高了Nb的全固溶温度,扩大了高温析出温度区域;Ti元素1200℃~1450℃温度区间内析出速度很快,1200℃时两种成分钢中Ti的析出量均大于50%;800℃平衡态时,析出物均以Nb C为主;Nb对Ti元素的交互作用,间接影响到Al N的析出。热力学计算结果与JMatpro软件计算结果进行比较,试验数据有着良好的一致性。