[发明专利]一种坚硬打滑地层钻进用铁基孕镶金刚石钻头

说明书

本发明提供了一种坚硬打滑地层钻进用铁基孕镶金刚石钻头，其特征在于，由以下质量份组分组成：铜粉20‑50份、锡粉2‑10份、铁粉20‑50份、钨粉20‑30份、纳米石墨粉3‑8份、二硫化钼粉1‑5份、二氧化硅粉3‑12份、氧化镁粉1‑3份和结晶水2‑4份。本发明使用铜粉、锡粉、铁粉、钨粉造成代替常规的碳化钨粉，并添加润滑组元纳米石墨粉和二硫化钼粉，摩擦组元二氧化硅粉和氧化镁粉，大大降低了孕镶金刚石钻头的成本；降低了烧结温度，减少了金刚石热损伤的概率；铁基胎体配方组分较少，变量少，易于控制；针对性较强，主要针对坚硬打滑地层用铁基孕镶金刚石钻头。

技术领域

本发明属于技术领域，具体涉及一种坚硬打滑地层钻进用铁基孕镶金刚石钻头。

背景技术

坚硬、弱研磨性岩层，又称“打滑”地层，打滑地层具有岩石硬度大、强度高、研磨性弱等特点，在这类岩层进行金刚石钻进时经常出现金刚石钻头打滑现象，致使钻进效率低，或根本不进尺，是钻探行业长期存在的一大技术难题。“打滑”地层的常规处理方法包括：(1)金刚石钻头人工出刃：采取打磨法、喷砂法、唇面酸蚀法孔底投砂研磨和冲洗液中加砂等都辅助手段磨损钻头胎体来实现金刚石钻头出刃。(2)软胎体钻头：钻进打滑地层时，人们往往为了加快胎体磨耗，加速金刚石出刃，采取降低胎体硬度的办法。(3)异型唇面钻头：主要指高低刃金刚石钻头和同心圆尖齿钻头，其设计指导思想是要减少钻头唇面与孔底岩石面之间的接触面积，提高金刚石钻头唇面对岩石的单位面积压力。金刚石钻头人工出刃方法只是解决打滑问题的一种应急辅助手段，不是根本的解决方法。实践证明，用软胎体克服钻头打滑现象效果并不好。异型唇面钻头唇面齿磨损后，钻头唇面与岩石接触面积逐渐增大，钻头的比压下降，整个钻头的大部分钻进时间同普通钻头没有多少区别。

孕镶金刚石钻头基本采用碳化钨基作为胎体材料。在钻进坚硬打滑地层时，使用碳化钨含量高的金刚石钻头时，胎体不易磨损，金刚石不能正常出刃，导致打滑现象出现或钻速极低；对于碳化钨含量低的软胎体金刚石钻头，其胎体耐磨性差，造成其对金刚石包镶能力减弱，金刚石掉粒严重，过早脱落且与岩削一起研磨胎体，造成不良循环，严重缩短了金刚石钻头的使用寿命。

坚硬致密、弱研磨性岩层虽然在一般矿区所占比例不大，但由于钻头打滑现象的发生，即使只有几米或十几米这种岩层也要耗费大量时间和钻头。十天或二十天，甚至一个月，导致整个钻孔施工周期延长，勘探成本增高，经济效益明显下降。我国大部分地区都存在这类岩层因此，解决该类岩层钻进打滑问题极有必要性。

发明内容

本发明目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种坚硬打滑地层钻进用铁基孕镶金刚石钻头，以解决背景技术中所提出的问题。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种坚硬打滑地层钻进用铁基孕镶金刚石钻头，其特征在于，由以下质量份组分组成：铜粉20-50份、锡粉2-10份、铁粉20-50份、钨粉20-30份、纳米石墨粉3-8份、二硫化钼粉1-5份、二氧化硅粉3-12份、氧化镁粉1-3份和结晶水2-4份。

进一步的，由以下质量份组分组成：铜粉30-40份、锡粉5-8份、铁粉30-40份、钨粉22-28份、纳米石墨粉4-6份、二硫化钼粉2-4份、二氧化硅粉5-10份、氧化镁粉2-3份和结晶水3-4份。

进一步的，由以下质量份组分组成：铜粉34份、锡粉6份、铁粉35份、钨粉25份、纳米石墨粉5份、二硫化钼粉3份、二氧化硅粉7份、氧化镁粉2份和结晶水3份。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：本发明使用铜粉、锡粉、铁粉、钨粉造成代替常规的碳化钨粉，并添加润滑组元纳米石墨粉和二硫化钼粉，摩擦组元二氧化硅粉和氧化镁粉，大大降低了孕镶金刚石钻头的成本；降低了烧结温度，减少了金刚石热损伤的概率；铁基胎体配方组分较少，变量少，易于控制；针对性较强，主要针对坚硬打滑地层用铁基孕镶金刚石钻头。

具体实施方式