摘要:干式钻进对环境的影响很小，在没有冷却介质的情况下，对于钻进一些遇水或钻井液发生反应或者产生新的污染等情况而言，可有效解决钻孔取心问题，因此，该方法是地外天体采样的重要手段之一。然而以往地外天体钻头多为硬质合金钻头，对于钻进坚硬岩层具有一定的局限性。金刚石钻进是一种比较先进的回转钻进技术，在油气勘探和地质勘查中应用广泛，是钻进坚硬岩层的利器。本文针对坚硬花岗岩开展了金刚石钻头的干式钻进试验研究，探讨了钻进参数及钻头种类等对钻进过程热特性的影响。研究结果显示：PDC钻头的升温速率较常规表、孕镶取心钻头更低，约为常规孕镶钻头的1/2；PDC取心钻头在适宜的工艺参数下，可实现花岗岩的干式钻进；干式钻进中转速对金刚石钻头升温的影响较大，且呈现非线性增长趋势；钻头在空气中的降温曲线整体呈现指数下降趋势。在300 ℃降温至100 ℃过程中，降温速率≥60 ℃/min。该研究成果可为科学设计与合理使用干式钻进钻头提供依据。

摘要:本文以金刚石单晶孕镶柱为研究对象，为了确定不同金刚石参数下孕镶柱的耐磨性能，设计了多级金刚石单晶孕镶柱的耐磨性对比试验。通过试验初步得到如下结论：以20/25+35/40+60/70三级目数级配的金刚石孕镶柱磨耗比数值相对较高，双倒角结构的设计能够将金刚石孕镶柱的耐磨性提高3倍左右。将该孕镶柱作为副齿镶嵌在?152 mm和?215.9 mm复合片全面钻头上，分别进行了2支钻头的钻进测试，得到了钻头钻进效率较快，磨损极其轻微的结论。本文研究的孕镶柱在工程上具有较大应用潜力，期望为钻探工具材料设计和选择提供参考。

摘要:煤层气取心过程中，压力发生变化，会直接造成煤层岩心含气量及孔隙度等参数发生改变，这对煤层气体含量探测及煤层气成藏理论研究造成偏差。目前煤层气资源勘探取心采用的保压取心工具，保压能力低于50 MPa，不能满足深层煤层气资源精确勘查的需求。针对这一问题，研发了一种深层煤层气保压取心工具，保压能力60 MPa，单回次取心长度6.5 m，并通过理论分析、数值模拟、室内试验等方法验证了该工具的强度和安全性。在内蒙古某煤层气勘探井进行保压取心作业，共进行3筒保压取心，累计进尺9.4 m，收获岩心总长9.12 m，平均岩心收获率97%，保压成功率100%。研究结果表明：研制的深层煤层气保压取心工具性能可靠，可为煤层气、页岩气等非常规油气资源精确探测提供新的工具方法支撑。

摘要:随着资源勘探和地球科学探测不断向深部发展，钻探作为直接获取地下实物信息唯一的技术方法受到越来越多的关注，也促进了破碎岩石的金刚石钻头技术的进步。本文从科普的角度介绍了金刚石钻头，以及其分类、工作过程和应用。

摘要:本文针对硬地层钻头寿命短、钻进效率低等问题，研制了一种新型超高胎体偏心齿钻头。该钻头通过条状或类条状设计提高了单齿工作压力；偏心布齿设计改善了钻进过程中钻头的切削齿受力状态，不但提高了钻头的强度，而且使得排浆更加通畅；扭面后支撑结构保证了钻头具有最高可至30 mm的超高胎体工作层。在钻头的制造工艺上，将无压烧结、热压烧结与二次镶焊3种工艺进行了有机结合，钻头金刚石热损伤小、钻头胎体强度高，保径优势明显，为深部硬地层高效长寿命钻进提供了技术支撑。

摘要:针对塔里木油田博孜区块巨厚砾石层的岩性差异大、可钻性差、钻头机械效率低和使用寿命短的问题，本文从刀翼式结构、中心强化、表孕镶多级人造金刚石配方、分体烧结工艺等方面对配套高速涡轮钻具钻进的新型表孕镶金刚石全面钻头进行了设计与研究。研制的?333 mm表孕镶金刚石全面钻头在博孜区块进行现场应用，钻头的平均机械钻速2.01 m/h，寿命300 m，与进口孕镶金刚石全面钻头相当，但成本远低于进口钻头，大幅度提高了该地层勘探开发的施工效率，降低了勘探成本。

摘要:针对油气及非常规油气、科学钻探中，砂质泥岩和砂泥岩互层钻进效率低、钻头寿命短的难题，通过齿形金刚石复合片与圆形复合片的交错布置，研制的新型高效耐冲击复合片取心钻头在新疆吉木萨尔油田36-4井页岩油芦草沟组进行了试验研究。结果表明：研制的新型高效耐冲击复合片取心钻头机械钻速较其他钻头提高了2.4~3.1倍，取得了良好的社会经济效益。

摘要:针对孕镶金刚石钻头在孔底钻进时受到各种冲击力而导致胎体出现裂纹甚至断裂的问题，提出了应用不锈钢纤维网提高胎体抗冲击韧性的方法。通过控制纤维网的摆放位置、目数和层数3个变量，测试了不同组合变量下的胎体抗冲击韧性。通过试验得到：（1）不锈钢纤维网能有效提高胎体的抗冲击韧性，而且X轴位置效果更好；（2）当纤维网的目数相同时，胎体抗冲击韧性随纤维网层数的增加而减小；（3）在纤维网层数相同的情况下，随着纤维网目数的增加，胎体抗冲击韧性呈现先增大后减小的趋势。当添加30目单层纤维网时，胎体的抗冲击韧性达到最大值。通过观察冲击断口、分析胎体断裂机理，解释了出现这种规律的原因，并提出了进一步优化胎体抗冲击韧性的方法。

摘要:本文针对山西晋城及霍西煤层气预查孔钻探施工中的坚硬岩屑砂泥岩互层钻进效率低的难题，研制了一种多级金刚石表孕镶钻头，对比之前研制的尖齿切削齿复合片钻头以及其他厂家钻头，机械钻速得到明显提高，在该类型地层取得了良好的钻进效果。

摘要:针对青海省东昆仑、祁曼塔格地区的典型硬岩强研磨性地层情况，对孕镶金刚石钻头胎体材料、金刚石浓度、烧结工艺等方面进行分析研究，并对钻头进行了台架、野外试验。根据各项理论分析结合实验数据，确定了钻头的设计方案，研发出了适用于该地区硬岩强研磨地层钻进的孕镶金刚石钻头。