?金刚石钻头的发展历程

金刚石钻头的发展历程

    上世纪70年代以来，金刚石地质钻头在我国得到广泛的应用，极大地提高了矿山、能源的钻探和开采效率。其中，热压金刚石地质钻头占有较大的比例。

    随着科学技术的不断创新，热压金刚石地质钻头的研制也在不断地发展，新材料、新工艺、新技术的应用，与之配套的热压金刚石地质钻头用石墨模具，也需对其性能进行不断地改进和提高。

    热压金刚石地质钻头的成型方式有两类：一类是“一次成型”，主要用于地质钻探、取芯等小直径钻头。

    另一类是“镶块式二次成型”，主要用于制作石油和天燃气开采的大直径地质钻头。

    金刚石地质钻头质量的好坏、钻头类型与地层岩性是否适应有很大的关系，对加快钻井速度和提高单只钻头进尺起着重要的作用。钻一口油气井一般要使用不同尺寸的多只钻头，在钻上部地层时要使用直径较大的钻头，因钻头钻进的地层较软，单只钻头进尺多、使用的时间短，一个钻头一般可重复使用几口井；而在钻下部地层时要使用直径较小的钻头，因地层硬、单只钻头的进尺少，一般要使用多只钻头。一只下井新钻头钻井进尺的多少主要取决于钻头的尺寸、类型、地层的软硬和钻进参数的配合。一般来说，钻头尺寸越大、地层越硬，进尺越少；钻头尺寸越小、地层越软，钻头进尺就越多。为什么井矿都用金刚石地质钻头，而不用其他的呢，这就是因为地层决定的，金刚石地质钻头适用于7到8级硬度的岩层。对于硬岩来说，金刚石钻头钻进速度快。

    从理论上分析，这种设计思想有一定道理。因为经验已经证明，在钻进坚硬地层时需要很大的孔底压力，那么钻进坚硬致密岩层时就需要更大的孔底压力。但是目前的钻杆，钻具及钻机等设备能力不具备，因而只能在提高钻头单位面积压力上想办法，高低齿钻头便是其中一种。实际上这种高低刃金刚石钻头的使用效果并不理想，因为开始是高刃破碎岩石，钻进时效能得到提高；随着高刃磨损低刃参加工作，钻头唇面与岩石接触面积逐渐增大，钻头的比压下降，整个钻头的大部分钻进时间同普通钻头没有多少区别。