金刚石钻头的发展

2020-04-22

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金刚石钻头的发展

　　自20世纪70年代以来，金刚石地质钻机在我国得到了广泛的应用，大大提高了采矿和能源钻探的效率。其中，热压金刚石地质钻头占有较大比例。随着科学技术的不断创新，热压金刚石地质钻头的发展也在不断的发展。新材料、新工艺、新技术的应用，以及与之配套的热压金刚石复合片钻头石墨模具也需要提高其性能。

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　　热压金刚石地质钻头有两种成型方法:一种是“一次成型”，主要用于地质钻探、取心等小口径钻头。二是“插入二次造型”，主要用于制作用于油气开采的大口径地质钻头。

　　金刚石地质钻头的质量、金刚石钻头的类型与地层岩性密切相关。钻一口油气井通常需要使用多个不同尺寸的钻头。在钻探上层地层时，必须使用直径较大的钻头。由于钻头所钻地层较软，单钻头进尺较多，使用时间短。在钻较低的地层时要使用较小直径的钻头，因为地层比较坚硬，单个钻头进尺较少，一般要使用多个钻头。

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　　新钻下井钻头的进尺大小取决于钻头的大小、钻头的类型、软地层和硬地层以及钻进参数的适合程度。一般来说，钻头尺寸越大，成型难度越大，进尺越少;钻头尺寸越小，地层越软，钻头进尺就越多。金刚石地质钻之所以在矿山和井中广泛使用，而不是在其他地方广泛使用，其原因在于地层。金刚石地质钻头适用于7~8级硬度的岩层。对于硬质岩石，金刚石钻头钻速快。

　　从理论上讲，这种设计思想是合理的。因为金刚石钻头厂家经验表明，在坚硬的地层中钻探需要较大的井底压力，而在坚硬、致密的地层中钻探则需要较大的井底压力。但是，目前的钻杆、钻具、钻机等设备都没有这样的能力，所以提高单位面积钻头压力的途径，高、低齿钻头就是其中之一。事实上，这种高、低刃金刚石钻头的应用效果并不理想，因为它是从高刃破碎岩入手，提高了钻削效率。随着高边磨损和低边工作，钻头唇部与岩石的接触面积逐渐变大，钻头的比压逐渐减小，整个钻头的大部分钻进时间与普通钻头相差不大。

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