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钻头相关技术

来源：煤田地质与勘探

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探矿

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  • 温度对不同外形PDC切削齿性能的影响

    作者(Author)： 张素慧, 王传留, 戴勇波

    摘要：为了探究不同温度下PDC切削齿性能，以适应不同的钎焊温度，并合理选用外形来提高效率，从影响金刚石复合片(PDC)质量的主要参数：耐磨性、磨削时间、平稳性、抗冲击韧性等出发，对不同厂家、不同外形的PDC在受热前后的性能进行试验，同时比较了平面片、微弧片和弧面片性能上的差异。结果表明：随着温度的升高，磨耗比呈现出降低的趋势；加热到750℃后，PDC磨耗比降低约30%~50%，磨削时间增加，进尺变慢；当温度达到800℃时，磨耗比小于10万，冲击功小于100 J；PDC切削齿对温度的敏感度不同，可根据不同温度下的性能对其分级，以满足不同的钎焊温度的焊接；对于不同外形的PDC，平面片磨削时间短，磨削效率高，而微弧片和弧面片磨耗比略低，磨削时间长，但冲击韧性大大提高。因此，在制造PDC钻头的过程中合理选择PDC形状，并将不同性能的PDC用于钻头的不同部位，能够有效提高PDC钻头的寿命。
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    煤田地质与勘探
    2020年第01期
    443
    155
  • PDC自动化高频感应钎焊强度的影响因素

    作者(Author)： 戴勇波

    摘要： 随着制造业不断向自动化、智能化方向发展，研究PDC钻头钎焊自动化是钻头生产技术的重点发展方向之一。为分析焊接强度对PDC自动化钎焊的影响及适应情况，利用特制的工装及试验条件，以PDC片和合金支柱为基体材料，开展了PDC高频感应焊接试验；并结合剪切强度和断面形态，分析了钎料钎剂、表面预处理、焊接方式、保温方式及感应加热对焊接强度的影响，并提出了适应PDC自动化钎焊的钎焊工艺方法。结果表明：应根据实际情况选取合适的银基钎料及专用焊膏；母材表面氧化层对焊接强度的影响较大；采用旋转式辅助焊接方式有助于钎料的铺展及排气排渣，能有效提高感应钎焊的强度；保温方式对PDC感应焊接强度的影响不大；应减小感应加热的集肤效应造成的边缘钎料熔蚀和中心温度低钎料未完全熔融对工件焊接强度的影响。研究结果为实现PDC自动化感应焊接提供了可行性方案，并对实现PDC钻头自动化钎焊提供了基础依据。
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    煤田地质与勘探
    2019年第06期
    672
    278
  • PDC锚杆钻头回转钻进的力学特性与试验

    作者(Author)： 张幼振, 张 宁, 张献振

    摘要：针对煤矿巷道锚固孔快速精准钻进的施工需求，通过建立PDC锚杆钻头回转钻进力学模型对其主要力学影响因素进行了理论分析。结果表明：PDC切削齿轴向力随压入深度的增大而增大，随切入角的增大表现出先减小后增大的趋势；当煤系岩石摩擦系数f=0.20~0.43时，可得最优切入角为15.0°~18.3°，此时在相同压入深度条件下轴向力和切向力最小。并进一步结合煤系岩石的力学特性，提出了PDC切削齿作用下的岩石破碎条件，得出不同压入深度时轴向力和切向力的关系。利用自主研发的钻进实验台对模拟岩样进行了钻进试验，试验结果验证了PDC锚杆钻头回转钻进力学模型的正确性。研究结果为PDC锚杆钻头优化设计，锚固孔钻进效率与精度的提高，以及钻进轴向力和切向力的变化预测等提供了理论依据。
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    煤田地质与勘探
    2019年第02期
    471
    198
  • 新型锥形PDC齿犁削破岩理论研究

    作者(Author)： 居 培, 王传留

    摘要：目前关于锥形PDC齿的研究主要集中于数值模拟、现场及室内试验，而关于其切削力学特性的理论分析未见相关报道。因此，通过数值模拟阐述了锥形PDC齿拉伸剪切破岩机理，以及切削载荷分布特性；根据能量平衡原理，推导了锥形PDC齿切削载荷理论公式。结果表明，相比于常规PDC齿，锥形PDC齿破岩过程更加稳定，其切削载荷受岩石性质、齿的形状参数、切削深度以及切削角度的影响，且切削载荷随着锥顶半径、切削角度以及吃入岩石深度的增加而增加。研究成果可为锥形PDC齿及钻头的设计提供理论支撑。
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    煤田地质与勘探
    2019年第02期
    429
    201
  • 硬脆性辅料对孕镶金刚石钻头钻进性能的影响机制

    作者(Author)： 王佳亮, 韦文杰, 张绍和, 彭奋飞

    摘要：以改善金刚石钻头的使用性能为目的,向钻头胎体中添加不同量的碳化硅颗粒,并采用室内钻进试验的方法,研究碳化硅及其添加量对钻头性能的影响机制。结果表明:与常规钻头相比,添加质量分数为5.5%的碳化硅颗粒,其钻进效率提高了55.14%;胎体中的碳化硅颗粒有利于改善钻头胎体的微观磨损形貌;残留于孔底的碳化硅颗粒有利于改善冲洗液对胎体的冲蚀效果,以及提高对胎体中单颗粒金刚石的修锐效果。
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    煤田地质与勘探
    2019年第01期
    472
    216
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  • 太原惠特

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