金刚石钻头选型与应用

8石油钻井金刚石钻头选型及正确应用付晓平 四川川庆石油钻采科技有限公司【摘　要】在石油钻井生产阶段钻头是重要应用工具，基于钻头合理选取与高效化应用，能有效提升机械钻速，可以有效调控钻井施工成本，适应油气田钻井施工要求。

当前要注重做好石油钻井金刚钻头应用研究，全面提升金刚石在钻井施工中的应用效率，便于实现钻井钻探施工目标。

【关键词】石油钻井；金刚石钻头；选型；应用针对石油钻井金刚石钻头合理选型，基于石油钻探施工基本要求，要注重规范化选取有效的金刚石钻头，能全面优化石油钻井施工效率，适应油气田开发要求。

针对不同的钻井任务，要注重对金刚石钻头合理选型，促使钻头基本性能可以有效满足地层钻井施工操作要求。

一、金刚石钻头相关概述石油钻井应用金刚石钻头，是在钻头表层镶嵌金刚石，主要是呈现辐射状、螺旋状排列分布。

全面研究与深入开发人造金刚石材料，在钻头加工制造中有效应用实践，确保其能满足预期硬度标准。

基于金刚石良好的硬度数据，有助于全面提升钻井施工效率，能对硬度较高的地层深入钻探，获取良好深度的钻井进尺，确保钻井施工活动有序进行。

近年来金刚石钻头制造技术工艺全面优化，在石油钻井施工中开始全面应用诸多高效、耐用的金刚石钻头。

由于钻井条件存有诸多差异性，当前实践生产中要选取不同类型金刚石钻头。

通过多层次分析方法应用，能做好金刚石钻头选型，适应石油钻井施工操作技术要求。

例如PDC钻头是人造聚晶金刚石钻头，其锋利、耐磨性能突出，在高钻速、低钻压状态中能稳定应用，有助于全面降低钻井施工成本支出，适应施工现场操作要求。

二、石油钻井金刚石钻头选型与应用1.金刚石钻头选型基本依据在石油钻井施工阶段，要注重对金刚石钻头合理选型，全面提升石油钻井应用效率。

相关部门要注重做好金刚石钻头应用研究，全面提升金刚石钻头应用强度，促使其满足复杂状态下钻进施工基本要求。

在施工过程中为了能选取最合适的金刚石钻头，促使其适应石油钻探施工基本技术要求，要注重对邻井地质结构基本类型合理分析，基于岩石力学性能参数要求，选取最合理的金刚石钻头类型。

金刚石钻头分类及应用方法探讨1 绪论金刚石钻头在现代水电施工中使用广泛。

大坝防渗墙的加固，墙体入岩后的基岩灌浆、非灌浆段覆盖层的打孔等水电施工中经常遇到的打孔都需要金刚石钻头钻孔。

在使用金刚石钻头时，尽管在整体上是十分满意的，但还是存在或多或少的疑惑。

作者曾经在福建宁德核电厂、四川乐山毛滩电站、江苏省宜兴市油车水库、西藏旁多电站等主要为帷幕灌浆的工地进行施工，现就了解的金刚石钻头种类及使用进行总结。

2 金刚石的性能及来源金刚石是自然界最坚硬物质，金刚石的主要化学成分是C（碳元素），四周为十分稳定共价键连接的碳元素，常温下极其化学性质极其稳定，不溶于强酸、强碱，但是在高温状态下会变得活跃，甚至还可能成为石墨（基于这一特性，故使用金刚石钻头时，严禁干磨）。

3 金刚石钻头的种类3.1 按照钻头胎体的磨料材质分类金刚石钻头胎体中可以采用的磨料，一般是一下材料中的一种，即人造金刚石单晶、天然金刚石单晶、人造金刚石聚晶体、金刚石复合体。

具体各种钻头制作才俩具体区分如下：1、人造金刚石钻头：采用磨料为人造金刚石单晶；2、天然金刚石钻头：采用磨料为天然金刚石单晶；3、聚晶烧结钻头：采用磨料为金刚石聚晶体；4、复合片钻头：采用磨料为金刚石复合体。

尽管各类金刚石磨料的钻头都有其特定的适应范围，但是，在我公司中采用最为广泛的是人造金刚石（单晶）钻头。

由于使用者的称谓习惯，大家把人造金刚石（单晶）钻头笼统地简称为金刚石钻头。

3.2 按钻头胎体中磨料的镶嵌方式分类通过不同的手段将金刚石磨料镶嵌进胎体，从而制造出不同类型的金刚石钻头，按这种方法分类，一般分为两种类型。

3.2.1 孕镶金刚石钻头孕镶金刚石钻头（以下简称为金刚石钻头）的胎体，是采用粉末冶金的方法，一次烧结成型并粘固在钻头钢体上的。

3.2.2 表镶金刚石钻头表镶金刚石钻头的切削刃具部分也是金刚石单晶体、金刚石聚晶体或是金刚石复合体。

3.2.3 牙轮钻头牙轮钻头就是钻头中镶嵌牙轮的钻头，利用牙轮的相互碾压粉粹位于中间的岩心。

孕镶金刚石钻头的选择与使用，城市建设理论研究，《城市建设理论研究》孕镶金刚石钻头的选择与使用TheSelectionandUseofDiamondimpregnatedBit谢永亮1张小强1（1华北有色工程勘察院石家庄050021）摘要：孕镶金刚石钻头现在普遍应用于钻探生产中，具有抗压能力大、抗磨能力强、抗冲击能力较好、价格相对较低、工业制造过程简单等特点。

本文介绍了孕镶金刚石钻头的碎岩机理、选择依据和使用方法，并对钻头磨损形态进行了分析，为以后选择和使用孕镶金刚石钻头提供了一些参考。

关键词：孕镶金刚石钻头；碎岩机理；磨损形态。

孕镶金刚石钻头就是把较细的金刚石均匀的分布到钻头胎体中，这种钻头配有不同硬度的胎体，可以钻进各种硬度的岩石，特别是钻进中等硬度以上的岩石，钻进效率高、成本低、岩芯采取率高、钻孔弯曲度小，能钻进任何倾角的钻孔。

1孕镶金刚石钻头的碎岩机理由于孕镶金刚石钻头的金刚石颗粒较细，对于岩层的体积破碎效果很小，实际碎岩机理类似于砂轮磨削工件，即以唇面上多而小的硬质点（金刚石）对加工件（孔底岩石）进行刻划、磨削，并随着原有硬质点的逐渐磨损和消失，胎体也在不断磨耗，新的硬质点又裸露出来继续工作。

实际上，孕镶钻头在高速磨削工作中，自身也被消耗，由于它的“自磨出刃作用”而常处于锐利状态。

孕镶钻头在孔底的工作过程是非常复杂的，钻头被钻具紧压在孔底岩石表面，钻具的振动和变形加强或减弱了加在孔底的钻压，而往复泵送出的冲洗液又是脉动的，更加剧了钻具和钻头的振动，所以不排除孔底存在微动载的破岩过程。

2孕镶金刚石钻头的选择依据孕镶金刚石钻头的结构参数较为复杂，选择时应根据所钻岩层性质考虑金刚石品级、胎体性能、保证胎体自锐、唇面形状、内外径补强和水路设计等因素。

2.1选择金刚石参数孕镶钻头使用的天然和人造金刚石粒度取决于所钻岩石的岩性（表1）。

表1孕镶钻头用的金刚石粒度表粒度（目）人造＞4646～6060～8080～100天然20～3030～4040～6060～80岩层中硬—硬硬—坚硬选择金刚石浓度的依据包括：所钻岩石的硬度、研磨性、完整程度；金刚石的品级和粒度；兼顾胎体的包裹能力和钻压值的大小。

金刚石钻头+标准摘要：I.引言- 简要介绍金刚石钻头的概念和应用领域II.金刚石钻头的种类与特点- 按形状分类：圆钻头、方钻头、六边形钻头等- 按金刚石的镶嵌方式分类：整体金刚石钻头、复合金刚石钻头等- 各类金刚石钻头的适用范围和优缺点III.金刚石钻头的选择标准- 钻头材质：金刚石的含量、质量、类型等- 钻头形状和尺寸：与被加工材料和钻孔要求相适应- 钻头的加工精度：影响钻孔的精度和效率IV.金刚石钻头的使用与维护- 使用方法：合理选择钻头，正确安装和调试，控制切削参数等- 维护保养：清洁、检查、更换磨损部件等V.结论- 总结金刚石钻头在现代工业中的重要性及其发展趋势正文：金刚石钻头是一种以金刚石为切削刃的钻头，广泛应用于各类工业材料的高效加工。

金刚石钻头的种类繁多，不同的形状、结构和镶嵌方式适应不同的加工需求。

正确选择和使用金刚石钻头，对于提高加工效率、保证加工质量具有重要意义。

金刚石钻头主要有圆钻头、方钻头、六边形钻头等。

其中，圆钻头应用最为广泛，适用于大多数材料的高速钻孔。

方钻头和六边形钻头则适用于难加工材料和特殊场景。

此外，根据金刚石的镶嵌方式，金刚石钻头可分为整体金刚石钻头和复合金刚石钻头。

整体金刚石钻头结构简单、镶嵌牢靠，但更换成本较高；复合金刚石钻头则兼具高切削性能和较低的制造成本。

在选择金刚石钻头时，应综合考虑钻头材质、形状和尺寸、加工精度等因素。

钻头材质直接影响金刚石的含量、质量、类型等，从而影响钻孔效果。

钻头形状和尺寸要与被加工材料和钻孔要求相适应，以保证切削稳定、钻孔精度高。

钻头的加工精度也至关重要，直接关系到钻孔的精度和效率。

在使用金刚石钻头过程中，合理选择钻头、正确安装和调试、控制切削参数是提高加工效率的关键。

此外，还需定期对钻头进行维护保养，如清洁、检查、更换磨损部件等，以延长钻头使用寿命。

总之，金刚石钻头在现代工业中具有重要地位，其发展趋势将更加注重高效、环保和智能化。

金刚石钻头行业标准概述金刚石钻头是一种常用于切割和钻孔的工业工具。

它由金刚石颗粒和金属结合剂构成，具有极高的硬度和耐磨性。

金刚石钻头行业标准旨在规范金刚石钻头的生产和使用，确保其质量和性能符合行业要求。

1. 产品分类根据不同的用途和结构特点，金刚石钻头可以分为以下几类：•金刚石冠齿钻头：常用于岩石和混凝土等材料的开孔。

•金刚石钻芯钻头：用于在建筑和工程领域进行取心采样。

•金刚石丝锯钻头：适用于大理石、花岗岩等石材的切割。

•金刚石螺旋钻头：常用于钻取煤矿、油井和地下工程等。

2. 产品要求金刚石钻头在生产过程中，需要符合以下要求：•选材标准：金刚石钻头选用的金刚石颗粒和金属结合剂应符合国家有关标准。

•结构设计：钻头的结构设计应合理，确保切削效果和使用安全。

•尺寸精度：钻头的尺寸精度应符合规定的工艺要求。

•表面质量：金刚石钻头的表面应光滑，无裂纹和其他缺陷。

3. 产品性能金刚石钻头的性能指标如下：•硬度：金刚石钻头的硬度应达到一定的标准，以保证切削效果。

•耐磨性：金刚石钻头应具有良好的耐磨性，能够在长时间使用中保持切削效果。

•导热性：金刚石钻头应具有较高的导热性，以避免过热而引起断裂。

•抗压强度：金刚石钻头需要具备足够的抗压强度，以适应高压下的工作环境。

4. 生产工艺金刚石钻头的生产包括以下步骤：1.材料准备：选用合格的金刚石颗粒和金属结合剂作为原材料，并按照一定比例混合。

2.成型：将混合物注入到模具中进行压制，形成钻头的初始形状。

3.烧结：将成型的钻头置于高温下进行烧结，使金属结合剂固化，并使金刚石颗粒与金属结合。

4.修整和研磨：对烧结后的钻头进行修整和研磨，以达到所需的尺寸和表面质量。

5.检测和包装：对钻头进行质量检测，合格后进行包装。

5. 使用与维护为了确保金刚石钻头的使用寿命和效果，需要进行正确的使用和维护：•选择合适的钻头：根据具体工作条件和要求，选择合适类型和尺寸的钻头。

•使用润滑剂：在钻孔过程中，使用润滑剂可以减少磨损和提高切削效率。

地质钻探中金刚石钻头的科学选择与合理使用地质钻探工程是地质矿产勘查过程中的重要手段，金刚石岩芯钻探除必须选用相应钻机、地质管材、钻具、泥浆材料外，钻进工艺中金刚石钻头的科学选择、合理使用显得非常重要，可使金刚石钻头效能得到充分发挥，提高钻进进尺，减少金刚石钻头使用数量，提高钻探效率，从而取得最优地质钻探技术经济效果。

【Abstract】Geological drilling engineering is an important means in geology and mineral exploration. for diamond core drilling，in addition to select the appropriate drilling，geological pipe，drilling rig and mud materials，in the process of drilling，scientific selection and rational use of diamond drill is very important，it can fully play the effect of diamond drill and improve the drilled footage，reduces the usage quantity of diamond drill，improve the drilling efficiency，so as to achieve the optimal technical and economic effect of geological drilling.标签：地质钻探；钻进技术；金刚石钻头；钻具组合；绿色勘查1 引言地质钻探是地质矿产勘查的重要技术手段，它是在动力机械的带动下，钻机驱动钻具（钻杆、岩芯管、钻头等）向地下钻进不同深度的钻孔，并将钻孔中切磨下来的岩芯或岩粉取出，进行科学分析与研究。

【其 他】穆克恒(中国建筑材料工业地质勘查中心河南总队，河南 信阳 464000)摘要：本文介绍了在石英砂岩地层金刚石钻进钻头结构选择的一些原则，仅供业内同行借鉴和参考。

关键词：石英砂岩；金刚石钻进；钻头选择中图分类号：P619.233;P634.5 文献标识码：A 文章编号：1007-9386(2008)03-0062-02石英砂岩矿作为玻璃生产原料、水泥生产配料，是建材非金属矿主要矿种。

在勘查钻探施工中，也是一种难以对付的“打滑”地层。

特别是在小口径金刚石钻进中，金刚石钻头的选型是非常重要的，直接影响到钻进效率、钻探成本的高低。

1 石英砂岩地层的特性(1)石英砂岩地层岩石性质。

石英砂岩地层呈灰白—白色中厚层状，中细粒及细中粒，粒径在0.1～0.2mm；石英含量占95%以上，硅质岩石碎屑占3%左右，有微量的长石、锆石、电气石、绿帘石、白钛矿等。

胶结物多为硅质胶结，有少量的铁质及云母成分。

矿石呈块状，质地坚硬、致密，断口呈参差状，研磨性较弱。

厚度一般在20～30m。

(2)石英砂岩地层特点。

在石英砂岩钻进中，由于钻头结构不适应等原因，常出现“打滑”的情况，表现在力学性质方面其主要特点是：硬度高、研磨性弱、颗粒间的结合理论强度大。

在钻进石英砂岩时，带有细粒岩粉的冲洗液对钻头胎体主要产生冲蚀作用，致使金刚石磨钝后而不能自锐，出现“打滑”现象。

(3)石英砂岩地层钻孔设计的特点。

施工的多个石英砂岩矿区，矿体规模都不大，矿层厚度在100m以内，有的甚至只有几米。

因此其钻孔结构简单、孔深浅、倾角直立。

但是，施工难度较大，钻进效率低，钻探成本高。

2 金刚石钻头结构选择原则(1)金刚石的品级。

金刚石品级选择原则是：岩石愈硬，选用品级较高的金刚石。

高品级人造金刚石具有晶形好，单粒抗压强度高，热稳定性好等特点，钻进坚硬岩石具有特别明显的优点。

由于石英砂岩具有硬度高、研磨性弱、颗粒间的结合理论强度大等力学性质，我们选择了JR4型人造金刚石。

金刚石钻孔机使用技巧
金刚石钻孔机是一种用金刚石作为钻头的专用设备，广泛应用于建筑、矿山、交通等行业的钻孔工作。

正确的使用技巧可以提高钻孔效率，延长设备使用寿命，下面就介绍几个金刚石钻孔机的使用技巧。

首先，正确选择钻头。

钻头的选用应根据需要钻孔的材料而定，通常分为干式和湿式两种。

干式钻头适用于钻混凝土、砖块等材料，湿式钻头适用于钻岩石等坚硬材料。

要确保钻头与设备匹配，不得随意组装。

其次，正确安装钻头。

在固定钻头之前，应先检查一下钻头和机器接口的清洁程度，如果有杂物或者灰尘，应进行清理。

然后将钻头插入机器接口并旋紧，必要时可以用小锤轻轻敲击确保钻头安全固定。

再次，正确调整方向和速度。

在钻孔之前，应先查明孔洞的方向和深度，以及钻孔机的最大转速。

在钻孔过程中，要保持稳定的速度和力度，避免过快或过慢造成钻头受损或钻孔质量不佳。

另外，正确处理渣土。

钻孔过程中会产生大量渣土，应及时清理，以免进一步影响钻孔质量。

可以通过借助吸尘器等设备清理渣土，同时还要注意个人防护，避免渣土对人身造成伤害。

最后，正确保养和维修。

定期对金刚石钻孔机进行保养和维修，包括清理机器表面的灰尘和杂物，检查机器零部件的磨损情况，
及时更换损坏的部件。

注意机器存放的环境，避免受潮或暴晒，同时要注意保持机器干燥和清洁。

总之，金刚石钻孔机使用技巧包括正确选择钻头、正确安装钻头、正确调整方向和速度、正确处理渣土以及正确保养和维修。

只有掌握了这些技巧，才能更好地使用金刚石钻孔机，提高工作效率，延长设备寿命。

金刚石复合片钻头在煤田钻探中的应用陕西省185煤田勘探队唐国贤我队近一年来采用国产S75绳索取心钻具并配以地矿部北京钻探工具厂生产的金刚石复合片钻头（ø78mm），在陕北某煤田复杂地层钻进中，取得单只钻头进尺达到621.42mm 的好效果。

1.勘探区的地层煤田上部地层为风积浮动和半固定砂层，黄土夹礓结核层覆盖，一般厚度0—40mm；下部地层以粉砂岩，细、中、粗粒砂岩，泥岩及煤层组成。

大部分岩层可钻性2—5及，局部地区含有灰白色长石、石英砂岩层，可钻性7—8级。

钻进中，上部砂层极为松散易塌，严重渗漏，护壁困难；黄土及泥岩层段，水敏性强，极易吸水膨胀缩径，加之该区煤层层次多（8—11）层，厚度变化大（0—12m），且煤层顶、底板常发生漏失等，给钻进工作带来严重困难。

2.钻进设备为TK-4液压立轴式回转钻机，NBB200/40往复单作用三缸泵，S75绳索取心钻具，50kW柴油发电机组。

3.钻头使用情况自1987年8月至1988年6月钻完9个钻孔，总工作量2199.70m，其中使用复合钻头4个，工作量1626.84m，平均钻头寿命达406.71 m/只，3383号钻头寿命达621.42m；平均台效912.30m，就、最高单孔台效1363.64m（T77孔），平均实效2.69m/h，单孔实效最高4.68m/h（T44孔），复合片钻头完成技术经济指标见附表。

4.钻进参数及冲洗液通过实践选择，钻压250—450kg；转速250—400r/min；冲洗液量57—87L/min。

钻进冲洗液选用加土量2.5—4%的CMC-PHP-KHm低固相泥浆，并附加适量的YZ84-Ⅱ型润滑减阻剂泥浆，粘度为18—19s，比重为1.02—1.04g、cm3,失水量11mL/30min，含砂量＜0.4%，泥皮厚0.3—0.5mm，pH值为8—9。

5.小结（1）金刚石复合片钻头比硬质合金钻头寿命长，一般浅孔钻进中途不需提钻换头，有利于提高纯钻时间利用率和钻进效率，有利于减轻劳动强度。

金刚石钻头硬度选用原则金刚石钻头的质量和金刚石材质有很大的关系，金刚石硬度，决定金刚石钻头硬度。

金刚石钻头的种类有很多种分法，如天然的、人造的；单管的、双管的；绳索取芯的、定向钻进的；取芯的、全面钻进的；矿山的、油井的。

根据钻进和碎岩特点，可分为表镶金刚石钻头、孕镶金刚石钻头和聚晶烧结体钻头。

不同类型的金刚石钻头使用的地方不一样，对金刚石钻头硬度的需求也不一样。

1表镶金刚石钻头英文：surface set diamond bit释文：金刚石钻头的一种。

钢质的圆筒状钻头体,上部车有丝扣,下部烧结有钻头胎体,金刚石的颗粒是包镶在钻头胎体的表面上。

胎体的外径略大于钢体直径、内径略小于钢体内径,内外侧和底部都有可以过水的沟槽,在钻进时流过冲洗液带走岩粉和冷却钻头。

表镶金刚石钻头都是包镶的天然金刚石,故价格昂贵,因而只用在一些特殊难钻进的硬地层。

石油钻井用表镶金刚石钻头较多。

2孕镶金刚石钻头英文：impregnated diamond bit释文：金刚石钻头的一种。

钻头胎体里均匀包镶着金刚石颗粒的钻头。

钻进时胎体磨损,金刚石不断出露克取岩石,可以一直将胎体全部磨完,都有新出露的金刚石进行工作,类似于砂轮磨削金属材料。

胎体有一定高度,外径略大于钻头体外径、内径也略小于钻头体内径,胎体的外侧面、内侧面和底面均有水槽,以便通过冲洗液排除岩粉和冷却钻头。

大多数的孕镶金刚石钻头是使用的人造金刚石,称为人造孕镶金刚石钻头。

人造金刚石比天然金刚石价格便宜很多,也能较广泛地用在硬地层中钻进。

3电镀金刚石钻头英文：electro～plated diamond bit释文：又称铸造金刚石钻头。

中国独有的利用电镀原理而制成的金刚石钻头。

金刚石的胎体是在电镀槽里被一层一层镀覆在钻头体上,电镀覆盖电解金属的同时,撒布金刚石颗,金刚石就被包裹在电镀金属层里。

长时间的反复补砂和镀覆就形成了钻头的工作层。

电镀时钻头钢体也采用塑料模具定型,使镀层沿钻头轴线方向增长,并保证胎体的内外径尺寸和小槽等。

金刚石钻头分类及使用金刚石钻头是一种非常有用的工具，可以用于各种不同类型的材料的加工和处理，包括硬质材料。

由于金刚石十分坚硬，并且能够耐受高温和压力，因此它是一种非常强大和有用的钻头。

在这篇文章中，我们将探讨金刚石钻头的分类和使用。

1. 金刚石钻头的分类金刚石钻头有很多不同的类型，每种类型都适用于不同材料和任务。

以下是一些常见的金刚石钻头类型：(1) 金刚石中空钻头这种钻头的中心部分是空心的，可以用于钻孔和泥浆循环。

它适用于钻探石油、天然气和纯净水等领域。

(2) 钎头式金刚石钻头这种钻头看起来像一把锤子，其结构是由零件组成的。

钻头的外层是钻石，内部支撑杆和水的循环系统。

这种钻头适用于地下勘探和巨型土建项目。

(3) 金刚石螺丝钻头这种钻头是由许多钻石和钻头组成的，并且有一个螺旋形的切割方式。

它可以钻遍许多不同种类的岩石，包括花岗岩和大理石。

(4) 手持式金刚石钻头这种钻头通常是用手持钻机或钻头座等电动工具进行使用。

它可以用于一些个人DIY工作，例如在家里进行墙上插钩等。

2. 金刚石钻头的使用接下来，我们将为您介绍金刚石钻头的使用方法。

首先，你需要了解材料的类型和密度。

钻头的不同类型适用于不同的材料，具有不同的使用范围。

在使用金刚石钻头时，需要特别注意钻头是否适用于你要钻的材料。

其次，钻头的切割速度应该通过调整钻机的速度来控制。

太低的速度会使钻头失去作用，太高的速度则会导致加工过程中出现不必要的摩擦和磨损。

再次，钻头应该在有冷却水的情况下使用。

金刚石钻头适合进行湿式切割，因此需要足够的冷却水进行冷却。

如果没有足够的水来冷却金刚石切削表面，钻头表面的金刚石可能会因过热而脱落。

最后，在使用过程中需要注意安全问题。

钻机应该放在一个平稳的表面上，操作时注意穿工作手套和护目镜等防护装备，以免被分离的金刚石颗粒损伤眼睛和手部。

总之，金刚石钻头是一种很实用的工具，可以用于将不同类型的材料加工和处理。

在使用时，需要认真了解钻头的类型和使用方法，严格按照要求使用。

金刚石钻进第一节合理选择金刚石钻头金刚石钻头是目前最锐利的钻岩工具，从理论上讲它应该可以顺利地钻进各类地层，但在实践中往往出现一些反常现象：如在某些地层中，钻头金刚石耗量很大而钻头进尺很少；在另一些地层中，钻头的钻速很低，甚至出现钻头"打滑"不进尺的情况；有时某种钻头在一个矿区钻效很高，而在另一个矿区却效果很差。

这些现象归结起来说明一个问题，金刚石钻进中所选用的钻头必须和所钻的岩性相适应，这是提高金刚石钻进技术经济指标的关键环节之一。

尤其是孕镶金刚石钻头的结构参数较为复杂，选择时应根据所钻岩层性质综合考虑到金刚石品级、胎体性能（保证钻头自锐）、唇面形状、内外径补强和水路设计等因素。

金刚石钻进规程参数:评定金刚石钻进规程的主要依据是钻速、钻头总进尺和单位进尺的金刚石耗量三个指标。

图5-7 钻压对钻速和金刚石耗量的影响1. 钻压钻压与钻速和金刚石耗量的关系曲线如图5-7所示，可分为三个区：Ⅰ区为表面研磨破碎，钻速极低；Ⅱ区为疲劳破碎，依靠多次重复使裂纹扩展才能破碎岩石；Ⅲ区为体积破碎区，钻速随钻压增长很快，但单位进尺的金刚石耗量也增长很快。

图中显示，过大的钻压将使金刚石耗量急剧增大，并导致钻速有所下降，因此建议取钻压值在图中的最优区内。

1.1 表镶金刚石钻头的钻压PP=Gp (dN) （5-19）式中： G--钻头上的金刚石粒数；p--单粒金刚石上允许的压力，dN/粒。

细粒金刚石：p≈1.0～1.5dN/粒；中粒金刚石：p≈1.5～2.0dN/粒；粗粒金刚石：p≈2.0～3.0dN/粒；特优质级金刚石：p≈5.0dN/粒；1.2 孕镶金刚石钻头的钻压WW=Fq (dN) （5-20）式中： F--钻头实际工作唇面面积，cm2；q--单位底唇面面积上允许的压力，dN/cm2。

中硬岩石：q≈40～50 dN/cm2；坚硬岩石或金刚石质量高者：q≈60～70 dN/cm2。

表5--3列出了不同类型金刚石钻头推荐采用的钻压值，可供选择时参考。

技术应用图1 黄金洞矿区地质简图二、钻探施工存在的问题1.钻探施工存在的问题黄金洞矿区地层较复杂，软硬互层变化频繁，施工过程中，钻孔弯曲程度大（偏斜最大可达10°/100 m），钻头磨损严重，严重影响施工质量及生产效率。

矿区构造破碎带发育，容易发生井壁坍塌、垮孔等安全事故。

矿区矿物粒度一般在0.01-0.6mm之间, 属中研磨性和弱研磨性地层，可钻性8级，石英脉高达11级，各层之间软硬变化较大，钻探施工过程中很难选择适应性较好的钻头类型。

2.以往钻头型号使用情况本次施工过程中使用的钻探设备主要为XY-4钻机，BW-250泥浆泵，W-SX13米管子塔，STC-15发电机，S75单动双管绳索取心钻具及钻杆等。

根据前期ZK3804、J IAN SHE YAN JIU技术应用15690%，寿命50-60米。

存在与钻具的配合效果差、内外保径差、水口冲蚀严重、胎体易掉块、钻进效率低、使用寿命偏低、经济效益较差等问题，亟需重新选择一种适合本区地层的新型金刚石钻头。

三、钻头型号的确定钻探施工过程中，钻头型号的确定是影响钻孔施工质量和生产效率的重要的因素。

黄金洞矿区地层复杂，主要为研磨性中-强的地层，本次钻头型号选择主要考虑以下四个方面。

1.钻头唇面的选择在钻探施工过程中，根据不同岩层正确选用不同唇面的金刚石钻头进行钻探施工，有助于提高金刚石钻头的使用寿命，有效减少钻头的磨损，提高钻探进尺，同时降低钻探生产成本。

在钻进时，钻头唇面和岩石接触越小压比越大，而机台普遍采用的是平底钻头，与岩层接触面积过大，起犁削作用的金刚石压比较小，因而进尺较慢。

经过对比后发现采用阶梯式唇面的钻头效果更好，在钻进过程中，不但能凭借压力和扭力达到共同碎岩的目的，而且还具有沿钻头底唇斜面垂直的向心挤压力。

这正是与平底钻头不同的独特之处，它给钻头钻进带来了便利。

一是由于钻头底部有倒角，凭借压力跟扭力的双重作用下既能使钻头底部紧贴岩石，又能在向心挤压力的帮助下快速破岩，提高时效;二是钻头唇面内高外低，相对地加强了钻头的导向作用，起到一定的纠偏作用。