摘要：仿生非光滑原理与孕镶金刚石钻头结合起来,并将生物非光滑表面的耐磨、减阻等特性引用到钻头的设计中,使钻头也具有这样的特性,研究一种新型的仿生孕镶金刚石钻头,以此来提高钻头的效率和寿命。通过Φ75 mm仿生钻头的野外钻进试验可知,仿生钻头的钻进效率较普通钻头至少提高10%,钻头寿命提高30%。该研究为提高深部地质钻探关键工具的性能提供了新的思路,具有一定的现实意义。

摘要：通过对金刚石钻头和金刚石锯片中金刚石切入岩石深度的计算分析 ,以及对不同粒度金刚石出刃高度差值的计算分析 ,提出了金刚石钻头和金刚石锯片中金刚石粒度设计的方法。

摘要：针对于人工二次镶焊金刚石钻头存在生产效率低,焊接质量参差不齐的问题,设计制造了一套金刚石钻头高频焊接的自动化控制系统。该设备由钻头传送系统、高频焊机移动系统以及自动焊接控制系统组成,介绍了该设备的工作原理以及工作流程,重点分析了该设备的自动控制系统。采用三菱FX2N PLC作为核心控制器,完成了钻头自动化焊接程序的编写,完成了触摸屏人机交互界面的设计。最后,基于该控制系统完成了φ77mm金刚石取芯钻头的自动化焊接试验。结果表明该设备工作稳定,有效的减轻了人工作业负担,提高了金刚石钻头的焊接质量与生产效率,为镶焊金刚石钻头的批量化生产提供了有效方案。

摘要：采用Festo气动机械手、传感器元件及松下伺服电机，开发了一种新型金刚石钻头激光焊接自动控制系统。探讨了系统的软硬件设计方案及控制算法，解决了精确定位、位置检测、自动控制与程序稳定性等关键技术。所研制的系统适用于直径为20～300mm各种钻头的焊接，无需专用夹具，为薄壁金刚石钻头的系列化生产提供了新装备。

摘要：从仿生学的角度,依据脱皮动物的脱皮特性,设计一种可再生水口,用于增加金刚石钻头工作层的高度,进而延长钻头寿命。在可再生水口的加工方法上,首先利用冷压法把含有金刚石的胎体粉料冷压成型,然后组装在模具中,在特定的温度和压力下进行热压烧结,成功获得了具有可再生水口的小口径金刚石钻头;并在此基础上加工了Φ59mm钻头,模拟野外条件进行室内试验。结果表明:选用特定的水口材料,可以成功实现水口的可再生,为长寿命金刚石取心钻头的研制提供了一种新的思路。

摘要：遵循金刚石钻头胎体与所钻岩石相适应的原则，提出一种胎体材料设计的新思路．按新思路设计的胎体可扩大钻头对岩石的适应范围。

摘要：为了提高金刚石钻头在坚硬致密、弱研磨性地层的钻进效率,将弱化胎体耐磨损性能理论与切削齿非光滑设计相结合,制作钻头进行现场试验并对胎体进行扫描电镜分析.研究结果表明:在胎体中添加适当浓度的胎体弱化颗粒,有利于提高钻头的钻速;经胎体耐磨性弱化处理的钻头在钻进过程中,弱化颗粒易于从胎体表面脱落,使其表面形成微观非光滑形态,提高了钻头唇面与岩石的单位面积压力,增加了孔底岩粉的研磨能力,促进了胎体中新颗粒金刚石的出刃;弱化颗粒浓度存在一个较优的设计范围,过高或过低都不利于提高钻头的钻进效率和使用寿命.

摘要：针对目前金刚石钻头热压烧结过程中存在的稳定性差、可靠性低等问题 ,研制了金刚石钻头热压烧结微机自动控制系统 ,成功地解决了以上问题。该系统包括硬件设计改造和软件编程两大部分 ,硬件改造部分主要是改进中频炉和红外测温仪的接口 ,使之可以顺利与计算机进行数据交换 ;软件部分主要是设计过程的控制软件 ,使得计算机可以按照预先设定好的程序进行工作 ,避免了人工操作可能带来的手工误差。

摘要：为提高孕镶金刚石钻头的钻进速度和工作寿命,遵循仿生工程学相似原理,以土壤动物的爪趾为仿生原型,结合普通孕镶金刚石钻头异型唇面结构设计方法,通过无压浸渍烧结法制备了高胎体仿生异型齿孕镶金刚石钻头。高胎体仿生异型钻头的单齿单元由多个柱齿组合并呈阶梯状排布,基于强度理论和孕镶柱齿的受力模型确定柱齿最大高径比。通过有限元数值模拟对钻头与岩石接触面的应力进行分析,检验了仿生异型单齿结构设计的合理性。钻头的野外试验数据表明:相比于普通孕镶金刚石钻头,高胎体仿生异型齿孕镶金刚石钻头的平均钻进速度提高了20%;在不降低钻进速度的情况下,工作寿命提高一倍以上,大幅度减少了提下钻的频率,可缩短钻孔周期、节约钻探成本,具有较好的应用前景和较大的经济效益。

摘要：叙述利用CAD技术进行金刚石钻头水道和布齿设计的原理和方法 ,并简要介绍了西南石油学院钻头研究室设计开发的金刚石钻头计算机辅助设计软件的内容、功能以及编制原理。