国家自然科学基金(50904052)
- 作品数：10 被引量：30H指数：4
- 相关作者：潘秉锁段隆臣谢兰兰张丁元庞丰更多>>
- 相关机构：中国地质大学成都理工大学华中科技大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：金属学及工艺化学工程石油与天然气工程天文地球更多>>
- 基于ANSYS的金刚石钻头钻进中孔底岩石的热交换研究被引量：4
- 2011年
- 合理的井底岩石热交换有助于岩石表面应力的发育,从而有利于提高钻进效率。但孔底岩石热交换是一个复杂的动态变化过程,很难用一个数学模型进行量化求解。基于此,本文采用有限元方法,对孕镶金刚石钻头钻进过程中的孔底岩石热交换问题进行了建模,并利用ANSYS软件对孔底岩石表层温度分布及其随时间、钻头参数的变化规律进行了分析,得出了孔底岩石热交换的基本规律。仿真结果表明:金刚石钻进过程中岩石表层内(厚度一般小于1 mm)存在温度振荡,振荡波形近似为正弦波,但随着深度增加温度振幅急剧变小;而随着水口的增大,振荡深度呈线性增加。
- 邵春张熠潘秉锁鄢泰宁
- 关键词：金刚石钻进热交换
- 低温低压下石墨对金刚石钻头胎体摩擦性能的影响被引量：3
- 2015年
- 为了更加科学地设计低温低压无冲洗介质条件下的金刚石钻头胎体,基于金刚石钻头干钻时出现高温摩擦热的现象,采用向胎体中添加石墨作为润滑剂的方案,以减小胎体的摩擦因数,降低摩擦热.研究石墨的体积分数、粒度对胎体力学性能和不同环境下对胎体摩擦性能的影响,结果表明:随着石墨体积分数的增加,胎体的硬度,抗弯强度,常温常压、低温低压下的摩擦因数逐渐减小,磨损量先减小后增大,当石墨体积分数增加到7.5%时,磨损量达最小值.随着胎体中石墨粒度的减小,胎体的抗弯强度和常温常压、低温低压下的摩擦因数逐渐减小,胎体的硬度和磨损量逐渐增大.摩擦磨损后胎体的形貌分析表明,加入石墨后,胎体在不同环境下的磨损均减轻,可实现对钻头胎体的润滑作用.
- 段隆臣庞丰谢兰兰潘秉锁方小红
- 关键词：低温低压石墨金刚石钻头
- MoS_2的电镀工艺对低温低压下MoS_2-Ni基金刚石钻头胎体摩擦性能的影响被引量：4
- 2015年
- 基于金刚石钻头干钻时出现较高摩擦热的现象,采用MoS2作为胎体润滑剂,用电镀法制备MoS2-Ni复合胎体材料,以减小胎体的摩擦因数、降低摩擦热;并研究电镀工艺对MoS2复合镀层的显微硬度和低温低压下复合镀层对胎体摩擦性能的影响。结果表明:随镀液中MoS2浓度增大,镀层的显微硬度和胎体的摩擦因数降低,当MoS2浓度大于0.5g/L时,镀层的显微硬度和胎体的摩擦因数变化不大;随镀液pH增大,镀层显微硬度降低,胎体的摩擦因数先减小后增大,当镀液pH增大到4.0后,镀层的显微硬度变化不大,胎体摩擦因数达最小值;随镀液电流密度增大,镀层显微硬度和胎体摩擦因数先减小后增大,当电流密度增大到2.5A/cm2时,镀层的显微硬度和胎体摩擦因数达到最小值。摩擦磨损后的胎体材料形貌分析表明,控制好电镀工艺条件,可实现低温低压下MoS2-Ni复合材料对胎体的润滑作用。
- 段隆臣庞丰潘秉锁秦静波方小红
- 关键词：低温低压电镀MOS2金刚石钻头
- 点胶法可实现金刚石有序排布进而提高钻头性能被引量：1
- 2017年
- 为实现孕镶金刚石钻头工作层中金刚石颗粒的有序排列,采用点胶法进行金刚石有序排布的初步实验。基于Matlab2016A图像分析技术,对金刚石定位精度进行定量评价;然后制备金刚石颗粒有序排布的单层电镀金刚石钻头,并与普通电镀钻头进行对比钻进实验。结果表明:点胶法可以得到与设计坐标偏离值不超过10%的金刚石有序排布阵列;有序排布的金刚石钻头,其钻进时效比普通钻头的高30%,钻头寿命长85%。采用点胶法制备有序排布金刚石钻头是可行的;相比于随机分布,有序排布具有明显的优势。
- 张丁元
- 关键词：金刚石钻头电镀使用寿命
- 石墨粉表面滚镀镍工艺优化
- 2012年
- 为了探究石墨粉表面金属化处理的新工艺,采用滚镀方法对40～60目的石墨粉滚镀镍层,运用正交试验考察了氯化铵浓度、镀液pH值和滚镀瓶转速等3因素对石墨粉表面镀镍含量的影响。用镀镍石墨粉在浓硝酸中充分腐蚀前后的质量差与腐蚀前镀镍石墨粉质量的比值表征试验工艺的镀镍含量;用扫描电镜观察了镍层的微观结构,优选出了镀镍效率高且稳定的工艺参数。结果表明:5 g/L氯化铵,pH值为3,滚镀瓶转速为10 r/min条件下滚镀镍层的镍含量较高,镀层形貌均匀,石墨粉颗粒间无粘结现象,镀层与石墨粉表面结合力良好。
- 李文鑫潘秉锁谢兰兰林冰倩
- 关键词：影响因素镍含量镀层形貌
- 石墨表面镀镍对金刚石钻头胎体性能的影响被引量：1
- 2014年
- 为了解石墨表面镀镍对金刚石钻头胎体性能的影响,采用热压烧结法制备了镀镍石墨/胎体复合材料,用扫描电镜观察石墨镀镍前后与胎体之间界面结合状态的变化,并研究了石墨表面镀镍对复合材料的抗弯强度、洛氏硬度以及在无冷却液的条件下与花岗岩对磨时的摩擦系数和磨损量的影响。结果表明:石墨表面镀镍之后,石墨与胎体之间的结合强度大幅度提高;提高了复合材料的整体性能,以及抗弯强度和硬度;增大了摩擦副的摩擦系数,且增大了胎体的磨损量。石墨表面镀镍提高了石墨/胎体复合材料的物理力学性能,但是降低了其干摩擦性能。
- 谢兰兰潘秉锁段隆臣
- 关键词：抗弯强度洛氏硬度干摩擦
- 以锐角比率为测度的金刚石分布均匀性定量评价被引量：4
- 2009年
- 金刚石在胎体中的分布形态对于金刚石工具的性能有着重要的影响。为了定量评价金刚石在胎体中的分布格局,本文在对金刚石钻头表面进行数字图像分析的基础上,采用锐角比率作为指标,对3个钻头中金刚石分布的均匀性进行了计算;并把它的计算结果与角度平均值法、最近距离法的结果进行了比较。实验结果表明:锐角比率法、角度平均值法和最近距离法都能反映各钻头的金刚石分布均匀程度的差异,但锐角比率法有一定的分类能力,区分度最好;角度平均值法和最近距离法都难以对金刚石分布格局进行准确分类。
- 牛明远潘秉锁田永常
- 关键词：金刚石工具分布均匀性
- 有序排布热压孕镶金刚石钻头的性能研究被引量：6
- 2018年
- 用点胶–热压法制备了有序排布孕镶金刚石钻头,并用形貌仪观测了钻头的表面形态以及通过室内钻进实验研究其钻进性能。结果表明:在进尺数相同的情况下,有序排布钻头的钻进效率比随机排布钻头高出23%,有序排布钻头的金刚石颗粒出刃高度比随机排布钻头高出1倍;而且有序排布钻头的胎体磨损呈有利于金刚石颗粒自锐的蝌蚪状。有序排布的钻头金刚石表面出现微破碎,与随机排布钻头的2种金刚石极端磨损形貌相比,在钻进过程中优势明显。
- 张丁元潘秉锁
- 关键词：热压金刚石钻头磨损
- 石墨粉表面镀镍工艺研究被引量：5
- 2011年
- 采用电镀法对石墨粉表面进行了镀镍。采用正交试验的方法研究了镀镍过程中阴极电流密度、搅拌间隔时间、润湿剂加入量和吸附剂加入量对石墨粉镀镍效率的影响,并对结果进行了方差分析和信噪比分析,以选取镀镍效率高且稳定的工艺组合。用镀镍石墨粉在浓硝酸中充分腐蚀前后的质量差计算镀镍石墨粉中镍的含量,并以此表征镀镍效率。试验结果表明:吸附剂加入量、润湿剂加入量、阴极电流密度以及搅拌间隔时间对石墨粉镀镍效率都有非常显著的影响,对方差的贡献率分别是45.27%、27.79%、13.45%、7.09%;最佳镀镍工艺为阴极电流密度2.5 A/dm2、搅拌间隔时间4 min、润湿剂加入量为0.10g/L、吸附剂加入量为5 g/L。
- 谢兰兰潘秉锁段隆臣
- 关键词：石墨粉电镀镍镍含量方差分析信噪比分析
- 石墨粒度对自润滑孕镶金刚石钻头性能的影响被引量：4
- 2014年
- 为了降低干钻过程中金刚石钻头的热损伤,提出了"自润滑孕镶金刚石钻头"的概念,即在钻头胎体中添加固体润滑剂——石墨。研究了石墨粒度对钻头胎体的抗弯强度、洛氏硬度以及在无冷却液的条件下与花岗岩对磨时的摩擦系数和磨损量的影响,以及对钻头工作层的干摩擦性能的影响。结果表明,胎体中添加的石墨粒度越细,胎体的抗弯强度越低,硬度越大,与花岗岩干摩擦的摩擦系数越低,但磨损量越大;工作层中添加的石墨粒度越细,金刚石的寿命越长。
- 谢兰兰潘秉锁段隆臣
- 关键词：石墨粒度干摩擦
