超硬材料網

　　一、機構沿革  事業發展

　　1.1 十九世紀七十年代，是石油勘探開發突飛猛進的時期，為加快石油勘探開發步伐，石油系統決定研制金剛石鉆頭。為此，一九七三年勝利油田鉆井工藝研究院與鄭州磨料磨具磨削研究所合作，開展了聚晶金剛石刮刀鉆頭的研究，經過二年工作其鉆頭制造工藝有所突破后，一九七五年又簽訂了“勝利油田深井用聚晶金剛石刮刀鉆頭制造工藝”的協作課題，開展了78型高壓噴射式聚晶金剛石刮刀鉆頭的研制。一九七六年九月，勝利油田會戰指揮部為了加快金剛石鉆頭的研制、開發、應用步伐，指示鉆井工藝研究院建立人造金剛石研制與生產作業線。于七六年九月十日，派出十人赴鄭州磨料磨具磨削研究所學習，并立即著手籌建，于一九七七年四月二十七日開始生產金剛石單晶與聚晶，標志著一套完整的金剛石作業生產線建成。

　　1.2 從一九七八年元月開始，項目組分析了國內聚晶的質量與工藝水平，學習先進經驗，博眾家之所長，在原材料的處理上和加熱組裝放上都做了較大改進，使聚晶質量有了較大提高，在78型金剛石刮刀鉆頭上應用取得了明顯的效果，特別是一九七九年五月，勝利油田32693鉆井隊在利-11井取得了單只鉆頭一次進尺3135.78米的全國最高紀錄，它鼓舞了整個油田和石油部領導，增強了信心，決心加速了石油鉆頭的研究開發，同時更加重視對金剛石聚晶的研究開發。在組織機構上，為了適應金剛石應用形勢的需要，對金剛石研制與生產體制進行了不斷的調整。一九八四年七月十二日，成立了金剛石車間；一九八七年十二月二十日，成立了金剛石研究室，下設金剛石車間；一九八九年，在引進國外分析儀器的基礎上，又成立了分析測試中心。

　　1.3 截至一九九三年，金剛石研究室進行了十九項研究課題，研究成功九類金剛石聚晶產品和三類金剛石單晶產品。特別是SL-4型人造金剛石聚晶研究成果，一九八三年獲勝利油田優秀成果一等獎，一九八四年獲是石油部優秀成果二等獎，一九八五年獲國家科技進步三等獎；鉆井用三角形聚晶金剛石，一九八七年獲勝利油田一等獎，一九八八年獲中國石油天然氣總公司科技進步二等獎，一九九0年獲國家科技進步三等獎；優質細顆粒單晶、SMD高強度金剛石、燒結和生長型人造金剛石聚晶三種產品，被中國科學技術委員會評為1993年度國家級重點新產品；與石油大學合作完成的“人造硬質材料鉆頭破巖機理與設計”研究成果，一九九三年被評為中國石油天然氣總公司十大科技成果。在石油鉆頭上應用取得了較高的經濟效益和較好的技術效果，創造了石油鉆頭五項全國鉆頭最高紀錄。特別是優質細顆粒單晶和三角形等異形聚晶已打入國際市場，取得了好的經濟效益。優質細顆粒單晶被評為國家免檢產品。所有這些成績引起了石油部和勝利油田領導的重視。為適應改革開放的新形勢，充分利用金剛石超硬材料研制開發的有利條件，發展科技型外向經濟，1991.5中國石油天然氣總公司、勝利油田石油管理局決定成立勝利金剛石超硬材料研究開發公司，屬勝利石油管理局經濟實體。當時擁有工人一百二十人，各類工程技術人員四十二人，高級職稱八人，中級職稱二十人，初級職稱十四人。擁有人造金剛石超高壓高溫設備十五臺，各類加工設備三十臺；另外，成立了分析研究中心，主要從事超硬材料的研究開發應用，主要設備是：

　　a) EPMA-87050電子探針一臺
　　b) O/max-Rc旋轉陰極x涉嫌衍射儀一臺
　　c) 復合片超聲波質量檢測儀一臺
　　d) 杜邦熱分析儀一臺

　　1.4中國石油天然氣總公司領導，看到了超硬材料及制品的發展應用前景，利用勝利油田超硬材料研究開發的有力條件和威海市高技術開發區的地理條件，1993年5月20日在威海高技術開發區成立了威海華油鉆石公司，為總公司直屬的科研生產一體的實體單位。從勝利油田抽調王德新等六人負責籌建，1993年8月在高技術開發區購買生產廠房11166平方米，1118元/平方米，用費1248.37萬元；購買科技樓一座2459.18平方米，2158元/平方米，用費530.69萬元，兩者共用費1779.06萬元。1993年7月29日至8月1日召開了國內同行專家咨詢座談會，12名專家、教授和開發區有關領導參加了座談會，同行專家高度贊揚總公司領導的決策和魄力，一致認為指導思想、發展方向、體制形式是正確的，將對國家超硬材料的發展起重要作用，其影響是深遠的。但是由于種種原因于1997年總公司對華油公司進行了體制調整。

　　二、科技成果  推廣應用

　　2.1  SL-4人造金剛石聚晶研制

　　一九八三年獲勝利油田一等獎，一九八四年獲石油優秀成果二等獎，一九八五年獲國家科技進步三等獎。項目根據原子結構和化學鍵理論，經過反復試驗，試制成功鈦硅-硼新型結合劑，取代了國內常用的鎳硅結合劑；根據物化吸收污染、化學活性降低的特點，建立了結合劑和金剛石原料同時凈化處理新工藝；根據純金剛石燒結曲線，通過試驗建立了鈦硅-硼聚晶燒結工藝條件，研究成功SL-4型聚晶金剛石新工藝新產品。

　　一九八三年十一月，勝利油田科委在濟南邀請國內90多名教授專家通過了技術鑒定，并通過了“SL-4型人造金剛石聚晶鑒定會暨學術討論會”會議紀要。一九八三年十一月十一日，中央人民廣播電臺新聞聯播節目，報道了鑒定會的消息，一九八三年十一月二十七日，中央人民廣播電臺科學知識節目介紹了SL-4聚晶金剛石的研制成果。

　　該項工作取得的成果是： 

　　1） 該產品磨耗比高，超過了油田下達的課題技術指標，目前在國內已處于領先水平。

　　2）該產品應用范圍廣泛，已在石油鉆頭、切削刀具和拉絲模等領域應用。一九八一年至一九八二年，成都工具研究所用該聚晶制成的250把焊接式車刀、鏜刀，加工含硅量為21-23%的Si-A1合金活塞，一把刀具一次刃磨的切削路程達313,000m，刀具磨損小于0.05mm，創造了目前國內同類切削刀具最高水平。加工含SiO2的耐磨塑料和含SiO2的玻璃鋼火箭筒也見到優異效果。用該產品制成的拉絲模，其耐磨性比硬質合金拉絲模提高100倍以上，抗沖擊力強，拉制過程不破碎，能拉制直徑1.5-2.8mm的青銅絲、紫銅絲、鋼絲、不銹鋼毛細管等。

　　3）該產品采用的TiSi-B系結合劑及將結合劑和金剛石同時真空凈化處理的工藝是先進的、穩定的，能保證產品的優良性能，便于推廣應用。

　　鑒定會后，勝利油田和石油系統大量需要這種產品，為此向地質部鉆探工具廠、博山人造金剛石廠、核工業部232廠等單位多家技術轉讓和技術服務，北京鉆探工具廠生產聚晶71萬粒，被評為一九八四年度全國經濟效益最高的廠家之一；博山人造金剛石廠原將要倒閉，得這項成果后，獲得利潤一百四十萬元，又興旺起來。一九八四年到一九八五年，國內生產這種聚晶一百八十萬粒，勝利油田用這種聚晶一百二十萬粒制造三千只鉆頭，據勝利油田財務處核算統計，獲得鉆井經濟效益近一億元，對油田勘探開發做出了貢獻。該項目研制成功的鈦硼結合劑和真空凈化處理工藝被國內同行普遍采用。

　　2．2 三角形聚晶金剛石

　　一九八八年獲勝利油田科技進步一等獎，一九八九年獲中國石油天然氣總公司科技進步二等獎，一九九0年獲國家科技進步三等獎。
為跟蹤世界超硬材料研制步伐，從一九八三年下半年開始，在六面頂壓機上探索研制三角形聚晶金剛石，幾年來通過對加熱組裝方式、P-T-t工藝條件、模具、金剛石粒度密堆積與配比等方面研究，于一九八六年十二月研制成功，并立即投產在鉆頭上試驗，在四川、江蘇、勝利油田等處鉆井表明，用此產品制造的鉆頭適合中軟到中硬地層的鉆進、造斜與取芯，均取得了明顯的技術成果和經濟效益。經多家測試，在聚晶耐磨性和沖擊韌性上，接近或相當于當時進口的美國通用電氣產品，價格僅為其五分之一到六分之一。

　　一九八七年八月五日，勝利油田科委組織通過了技術鑒定，一九八八年七月六日，石油工業部組織技術鑒定，通過了技術鑒定證書，石油工業部（88）油科鑒字第45號

　　該項工作取得的成果是：

　　1） 綜合性能測試和現場試驗都表明，該產品耐磨性，沖擊韌性，熱穩定性等性能目前在國內均居領先地位。在耐磨和耐沖擊性能上，接近或相當于目前已進口的美國通用電氣公司的同類產品。價格相當于國外同類產品的五分之一到六分之一。

　　2）在四川、江蘇、勝利油田等多處的鉆井實踐表明，用三角形聚晶制造的鉆頭適合從中軟到中硬地層的鉆井，造斜和取芯，已取得明顯的技術效果和經濟效益。試驗鉆頭單只最高進尺568.22米，平均進尺401.23米，均創國產同類鉆頭的全國最高紀錄。一只三角形聚晶鉆頭進尺相當于5.5只國產XHP2、XHP4牙輪鉆頭。制成的兩只直徑310mm定向井三角形聚晶鉆頭，造斜進尺分別為265.15米和134.78米，是目前國內用國產三角形聚晶取得的最好的技術指標。取芯用三角形聚晶鉆頭已推廣使用，鉆速快，成本低。

　　3）已試產四萬粒三角形聚晶的實踐表明，該產品工藝較為穩定，可以投入批量生產。