摘要:针对孕镶金刚石钻头齿间相互独立，在坚硬地层中钻进极易产生打滑和单齿受力太大导致钻头损坏的难题，引入仿生爪趾结构原理和自补偿理念，研制了仿生自补偿一体式高胎体孕镶金刚石取心钻头。钻头的一体式切削齿设计，主要在单齿的齿单元间采用加强筋方式强化单齿强度，单齿与单齿间设置齿间加强筋加强，使得钻头相邻齿单元、相邻单齿间相互连接形成一个整体，在钻进过程中，钻头齿的工作唇面会产生多个超过岩石极限破坏强度但远低于钻头胎体强度的应力集中区域，不容易出现少数几个接近或超过钻头胎体强度的应力集中区域的情况。如此，钻头的整体性更好，受力均匀，切削岩石的效率更高，寿命更长，尤其对于坚硬地层，防打滑效果更好。经现场试验表明：仿生自补偿一体式高胎体孕镶金刚石取心钻头较常规钻头具有更高的碎岩效率和更长的使用寿命。

摘要:跟管钻进技术是解决复杂地层钻进的有效方法之一，针对跟管钻进过程中内外管环空间隙卡阻、钻具受力复杂、能耗大和套管连续下入深度有限、深孔干热岩花岗岩在热应力作用下破碎卡钻等技术难题，本文创新设计了一种双孕镶金刚石钻头跟套管连续钻进机构。理论分析表明：双钻头同心回转钻进岩屑小，避免内外管卡阻，极大地改善了钻具的受力状态，降低了钻具发生断裂的风险；内钻头通过齿轮啮合方式带动外钻头独立回转，相较于常规跟套管钻进能量消耗降低29.29%；外钻头采用高胎体交替式结构，有效避免了钻井液局部循环现象的发生，从而提高了套管连续下入的深度。该机构设计为跟套管钻进技术提供了一种新思路。

摘要:邢台白涧铁矿南区地层岩石破碎、部分地层含角砾、胶结性差、漏失严重，钻探施工中存在掉块卡钻、缩径、坍塌、埋钻及孔内泥浆全部漏失等难题。通过优化钻孔结构、使用新工艺、新方法，合理选择钻进参数，采用绳索取心钻进配合预留技术套管，有效解决了上部煤系地层的坍塌问题；采用反丝套管的方法，极大地减轻了由于地层缩径、掉块引起的套管下不到位、起拔困难等风险；常规型绳索取心钻杆替代套管方法的采用，提高了含角砾、松散地层的穿过速度，减少了钻探工作量的报废，加快了施工进度；特别是高胎体双水口钻头的使用，提高了钻进效率，节约了钻探施工成本，项目得以如期完成。

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:针对山东莱州纱岭、前陈，招远水旺庄等典型的深孔硬岩强研磨性地层情况，对孕镶金刚石钻头在原料、配方、模具以及各项生产工艺等方面做出设计、研发和改进，并对钻头进行长时间、多层次的试验，根据各项理论指标结合试验数据，确定钻头的设计参数，研发出了适合深孔硬岩强研磨性地层使用的孕镶金刚石钻头。

摘要:为满足深部钻探需求，市场上出现了多种高胎体金刚石钻头。在野外钻进中，与普通金刚石钻头相比，高胎体金刚石钻头的使用寿命虽有提高，但并没有取得预期的理想效果。通过分析国内外几种高胎体金刚石钻头的优缺点,找出了影响高胎体钻头寿命的关键技术，并对这几点关键技术作了进一步的分析与研究。