尖齿状金刚石复合片钻头在油页岩矿区的钻进实验.pdf

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1、探矿工程(岩土钻掘工程)2011年第38卷第8期尖齿状金刚石复合片钻头在油页岩矿区的钻进实验张献振，刘宝昌，，卢彬，赵生庆(1．吉林大学建设工程学院，吉林长春130026；2．吉林大学工程仿生教育部重点实验室，吉林长春130025；3．吉林大学超硬材料国家重点实验室，吉林长春130012；4．吉林省地质工程勘察院，吉林长春130012；5．吉林省地矿勘察设计研究院，吉林长春130061)摘要：松辽盆地青山口组和嫩汀组含油页岩系，夹有数十层白云岩透镜体或条带。在对该油页岩系进行钻探时，由于经常遇到硬度较大的白云岩层，使用普通的硬质合金钻头不仅进尺极其缓慢，而且钻头损坏严

2、重，寿命短。为解决此钻探难题，研制开发具有高耐磨性和穿透能力强的钻头势在必行。为此，研发了尖齿状金刚石复合片钻头，并进行了现场钻进实验。结果表明，这种钻头在含白云岩层的油页岩地层钻进时，不仅钻进速度高，而且具有高耐磨性、寿命长，其综合技术经济指标远远优于常规硬质合金钻头。关键词：松辽盆地；油页岩；白云岩层；钻探；尖齿状金刚石复合片钻头中图分类号：P634．41文献标识码：A文章编号：1672—7428(2011)08—0064—04DrillingExperimentsofTeeth-shapedPDCBitinShenjingziOilShaleMiningArea

3、ofSongLiaoBasin／ZHANGXian—zhen，LIUBuo—chang’’，LUBin，ZHAOSheng—qing(1．CollegeofConstructionEngineering，JilinUniversity，ChangchunJilin130026，China；2．KeyLaboratoryofBionicEngineering，JilinUniversity，MinistryofEducation，Chang—chunJilin130025，China；3．NationalKeyLaboratoryofSuperhardMaterials

4、，JilinUniversity，ChangchunJilin130012，China；4．JilinInvestigationandDesignInstituteofGeologyandMinerals，ChangchunJilin130061，China；5．Geo·engi—neeringInvestigationInstituteofJilinProvince，ChangchunJilin130012，China)Abstract：Thereareoftendozensoflayersofdolomitebodyorbandsembeddedinoilshal

5、eformationinQingshankouandNenjianggroupatSongLiaobasin．Whiledrillinginabovementionedoilshaleformations，dolomiteinterlayerswithrela·tivelyhighhardnesswereoftenencountered．Ifordinarytungstencarbidecutterdrillingbitwasused，notonlythefootagewastooslowindrillingprocess，butalsothebitwasseriou

6、slydamaged．Tosolveabovedrillingproblems，thedevelopmentofnewdrillingbitwithhighwearresistanceandhighpenetrationabilitywaseagerlyneeded．Inthispaper，anewtypeofteeth—shapedPDCbitwasdesignedandmanufactured．Fielddrillingexperimentsusingtheseteeth—shapedPDCbitswereconductedandtheirdrillingperf

7、ormanceswerecomparedwiththoseoftungstencarbidebits．Theresultsindicatedthatthenewteeth—shapedPDCbitdemonstratedhighrateofpenetration，highweal"resistanceandlongservicelifewhiledrillinginoilshaleformationcontainingdolomiteinterlayer．Thetechnicalandeconomicalindexofteeth-shapedPDCd