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文档简介
目录CONTENTS02□I
金
刚
石
钻
头P
D
C
钻
头OI
金
刚
石
钻
头金
刚
石
钻
头OI
金刚石钻头特点金刚石是迄今为止人类在地球上发现的最硬、抗磨能力最强的材料。金刚
石的产地主要集中在西非、南非、刚果等非洲国家。正四面体晶体结构缺点：①脆性大，受冲
击载荷易碎裂；②具有热敏性，
高温下(450℃以
上)石墨化。
金刚石钻头的结构金刚石钻头为无活动部件的整体式钻头。
由钢体、胎体(冠部和保径部分)、水眼及水槽、金刚石切削刃等部分组成。排屑槽—保径排屑槽卸扣槽一TSP钻头金刚石布齿冠部长
度天然金刚石钻头刮刀翼金
刚
石
钻
头PDC切削齿
碳化钨后脊—图
3
-1
-1
4金刚石材料钻头结构主流道
一
副流道一PDC钻头喷嘴(1)几何形状的工作面(2)中心窝的形状金刚石钻头几何常用剖面形状中心窝部分的结构起着扶正钻头和破碎钻头中心所形成的小岩心柱的作用。双锥阶梯形
双锥形
“B”形
脊圈式“B”形金
刚
石
钻
头金
刚
石
钻
头□4
金刚石钻头的工作原理(破岩机理)在塑性地层(或岩石在应力作用下呈塑性的地层),使
前方的岩石内部发生破碎或塑性流动，脱离岩石基
体，形成岩屑，称作犁削。在钻进某些硬地层时，在钻压作用下压入岩石，使与金刚石接触的岩石处于极高的应力状态而使岩石
呈现塑性；□3□4在脆性较大的岩石中，在
钻压和扭矩作用下所产生的应力使岩石表现为脆性破碎，即属于以剪力和张力形式破碎岩石。在坚硬岩石(如隧石、硅
质白云岩、硅质石灰岩等)中，是要靠金刚石的
棱角实现微切削、刻划
等方式来破碎岩石。P
D
C
钻
头P
D
C
钻
头PDC
钻头的特点1
)
切
削
元
件聚晶金刚石复合片(PDC)PDC
既具有金刚石的硬度和耐磨性。弱点是热稳定性差，350℃以上加速磨损。抗冲击能力较差。热稳定聚晶金刚石复合片(TSP)TSP
的制造工艺有别于PDC,
热稳定性、耐磨性和抗冲击能力都高于PDC。聚品金刚石层Φ13.4,Φ19碳化钨硬质合金P
D
C
钻
头
PDC
钻头的特点2)冠部剖面形状P
D
C
钻
头
PDC
钻头的特点3)工作剖面几何形状浅锥形特点钻头表面积较小，水力集中，清洗效果好；载荷分布较
均匀；用于钻石灰岩、白云岩等较硬地层。抛物线形特点侧向推力指向钻头中心
，有利于防斜；钻头外部表面积大，可布
置较多切削齿，利于
提高寿命。用于软地层。B
形特点冠顶较宽且较平缓，载荷分布较均匀。外侧采用圆弧，布齿面积较大。用于硬地层。特点内外锥有利于钻头稳
定；外锥较长，可多
布齿，使磨损均匀；钻
硬夹层，冠部齿易早
期损坏。适合中等均质地层。双锥形内
锥
顶部保径肩部侧面P
D
C
钻
头□3
PDC
钻头的工作原理(破岩机理)切削塑性岩石和脆性岩石的过程类
似于刮刀钻头。由于多个切削齿同时工作，井底岩石自由面多，因此
破岩效率高。切削刃在钻压作用下吃入地层，刃
前岩石在旋转力作用下发生剪切破
坏。金刚石切削刃耐磨性高，钻头寿命长，单只钻头进尺高。PDC钻头主要以切削方式破碎岩石。P
D
C
钻
头
□4
PDC
钻头的正确使用OI
02□3钻头下井前，井底要
清洁，无金属落物。
新钻头钻进时，先用
小钻压和低转速磨合
井底。□4PDC钻头属于整体式
钻头，无任何活动部
件，适
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