空气冲旋钻头牙齿失效分析与新材料实验研究

doi:10.3863/j.issn.1674-5086.2010.04.034

西南石油大学学报(自然科学版) ›› 2010, Vol. 32 ›› Issue (4): 175-178.DOI: 10.3863/j.issn.1674-5086.2010.04.034

空气冲旋钻头牙齿失效分析与新材料实验研究

黄志强¹沈岳²卜艳¹黄继亮¹黄伟¹

（1.西南石油大学石油天然气装备教育部重点实验室，四川成都 610500； 2.中国石化胜利油田物资供应处，山东东营 257101）

收稿日期:1900-01-01 修回日期:1900-01-01 出版日期:2010-08-20 发布日期:2010-08-20

ANALYSIS ON THE FAILURE OF AIR FLUSH ROTARY PERCUSSIVE DRILLING BIT TEETH AND EXPERIMENTAL STUDY ON NEW MATERIALS

HUANG Zhi-qiang¹SHEN Yue²BU Yan¹HUANG Ji-liang¹HUANG Wei¹

（1.MOE Key Laboratory of Oil & Gas Equipment,Southwest Petroleum University,Chengdu Sichuan 610500,China;2.Supplies Department,Shengli Oilfield,SINOPEC,Dongying Shandong 257101,China)

Received:1900-01-01 Revised:1900-01-01 Online:2010-08-20 Published:2010-08-20

摘要/Abstract

摘要：

针对目前空气冲旋钻头钻进中牙齿频繁断裂、脱落以及磨损严重，导致破岩效率低、使用寿命短等问题，采用纳米改型技术，在硬质合金中掺杂纳米Al₂O₃制备出Al₂O₃/WC Co纳米/微米复合材料，对其性能、组织结构进行分析，对其耐磨性、耐冲击性进行实验研究，结果表明：加入3%的纳米Al₂O₃并添加适量的抑制剂和稀土元素能明显改善Al₂O₃/WC Co纳米/微米复合材料的组织结构、细化晶粒，复合材料的耐磨性和耐冲击性能得到大幅提高，较硬质合金YG8提高4～8倍。为大幅度提高钻头破岩效率，延长钻头使用寿命提供了可能性。

关键词: 冲旋钻头, 纳米复合材料, Al₂O₃/WC Co, 组织结构, 实验研究

Abstract: The teeth of Air flush Rotary percussive Drilling bit often breaks,falls and badly worn,which leads to a low efficiency of rock breaking and a short service life.To solve the problem,we adopt the Nano modification technology which adds nanoAl₂O₃to the hard alloy,then develop the Al₂O₃/WC Co Nano/Micro Composite Material.An analysis of its performance,micro structure and an experimental study on its resistance and impact resistance are made.The results indicates that adding 3% of nano Al₂O₃,appropriate amount of inhibitors,and Rare Earth Element(REE) can distinctly improve the micro structure of Al₂O₃/WC Co Nano/Micro composite and refine grains.It also greatly increases the wear resistance and impact resistance to 4~8 times than Hard alloy(YG8).All the above provide a possibility of improving the efficiency of rock breaking and extending the bit′s service life.

Key words: Rotary percussive Drilling Bit, Nano Composite Material, Al₂O₃/WC Co, structure

中图分类号:

TE256

黄志强沈岳卜艳黄继亮黄伟. 空气冲旋钻头牙齿失效分析与新材料实验研究[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2010, 32(4): 175-178.

HUANG Zhi-qiang SHEN Yue BU Yan HUANG Ji-liang HUANG Wei. ANALYSIS ON THE FAILURE OF AIR FLUSH ROTARY PERCUSSIVE DRILLING BIT TEETH AND EXPERIMENTAL STUDY ON NEW MATERIALS[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2010, 32(4): 175-178.

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