硬岩超高胎体偏心齿钻头的研制及应用
2021-03-25阮海龙沈立娜胡远彪贾美玲吴海霞
钻探工程 2021年3期
关键词:设计
阮海龙,沈立娜*,胡远彪,贾美玲,吴海霞,李 春
(1.北京探矿工程研究所,北京100083;2.中国地质大学(北京),北京100083)
0 引言
随着钻探技术的进步和人类对矿产资源的渴求,地球深部矿产资源勘探已成为全球找矿的重要方向。在小口径地质勘探领域,绳索取心钻进得到了广泛应用,由于这种方法不需要将钻杆提升到孔外,所以极大地减少了起下钻具的时间,在深部钻探领域优势更加明显,而钻头寿命和机械钻速是影响绳索取心钻进效率的重要因素[1-5]。深部地层坚硬复杂,钻头极易磨损或难以进尺,为了提高钻头的机械钻速,很多学者对金刚石钻头胎体进行了研究,如王佳亮等[6]将SiC、棕刚玉和合金钢丸作为胎体耐磨性弱化颗粒添加至胎体中并研究了胎体磨损机制;郭庆清等[7]研究了不同胎体弱化颗粒材质对钻头胎体结构、力学性能和摩擦磨损行为的影响;庞丰等[8]研究了造孔剂对金刚石钻头胎体性能的影响等。这些针对坚硬致密地层的胎体改进机制,在一定程度上牺牲了胎体的耐磨性或强度[9-11],从而影响了钻头的使用寿命,刘宝昌等[12]研究了CVD 金刚石条对孕镶金刚石钻头的强化作用,可提高坚硬地层的钻进效率和寿命,可结合地层情况借鉴参考。除改善胎体配方外,赵涛[13]从钻头的切削结构入手,采用齿轮钻头结构增加单齿工作比压来提高机械钻速,然而这种钻头结构受胎高和强度的限制,条状齿工作层很快磨平而导致钻头无法继续发挥高效钻进作用。……
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