Φ75金刚石复合片取芯钻头

钻头的种类很多，不同行业不同部门往往按不同的分类方法来进行分类。

一、按用途分类
1．地质钻进用金刚石钻头包括地质勘探用钻头、煤田勘探用钻头、水文及工程钻头、坑道钻头等等。

它又可细分为单管钻进钻头、双管钻进钻头、绳索取芯和泥浆钻进钻头、空气吹孔钻进钻头、全面钻进钻头、工程用大直径钻头及特种专用钻头等等。

2．油（气）井金刚石钻头包括全面钻进钻头、取芯钻头和专用钻头。

3．建筑及施工用工程钻头主要用于混凝土地板、墙体等建筑施工及石材等打孔用各种类型的薄壁钻头。

4．其它用途钻头这类钻头包括了除上述三种用途以外的所有金刚石钻进工具，诸如用于半导体和玻璃行业的套钻、石墨电极加工、耐火材料打孔、岩样取样和陶瓷打孔等。

二、按切磨材料分类作为钻进用的金刚石钻头所用的切磨材料可以有多种，主要包括人造金刚石钻头、天然金刚石钻头、金刚石聚晶钻头、金刚石复合片钻头、单晶与聚晶复合钻头、镶块式金刚石钻头以及其它新型材料钻头。

三、按切磨材料的镶嵌方式分类镶嵌方式是指金刚石在钻头胎体的表面或内部的分布形式。

按此分类方法可以分为孕镶金刚石钻头、表镶金刚石钻头和镶块式金刚石钻头。

pdc取芯钻头的结构PDC取芯钻头是一种常用于钻探岩石、石油、天然气等地下资源的工具，其独特的结构使其具有高效、耐用和精确的钻孔能力。

下面将通过介绍PDC取芯钻头的结构及其主要组成部分来详细了解这一工具。

首先，让我们来了解PDC取芯钻头的结构。

PDC是Polycrystalline Diamond Compact（多晶金刚石）的简称，取芯钻头的结构就是以该种材料作为切削刃的主要部件。

这种材料具有优异的硬度和抗磨性，能够在钻探过程中有效切削岩石。

PDC取芯钻头通常由钻杆接头、连接体、切削刃和支撑体四个主要组成部分构成。

钻杆接头是PDC取芯钻头连接到钻杆上的部分，通常采用螺纹连接或者直接焊接。

其设计合理的连接方式能够保证钻头的稳定与可靠性，在高强度、高扭矩的作业环境中发挥重要作用。

连接体位于钻头和切削刃之间，起到连接和传递扭矩的作用。

合适的连接体设计能够使得钻头能够承受较大的压力，并将扭矩传递给切削刃，以实现钻探的目的。

切削刃是PDC取芯钻头最重要的部分。

它是由多晶金刚石层和钎焊层组成。

多晶金刚石层具有超高硬度和出色的切削性能，可用来切削各种类型的岩石。

钎焊层是将多晶金刚石层连接到连接体上的部分，起到固定和加固刃体的作用。

切削刃的设计和制造工艺直接影响着钻头的钻探单位功和使用寿命。

在切削刃的下方，支撑体起到支撑和稳定切削刃的作用。

支撑体通常由钢或者硬质合金制成，具有较高的强度和韧性，能够在高负荷工况下保证钻头的稳定性和持久性。

PDC取芯钻头的结构设计不仅需要考虑各个部件的功能和性能，还需要根据具体的钻井条件和需求来进行优化。

例如，在不同的岩石类型和井深下，可以选择不同尺寸、形状和密度的切削刃；钎焊层的材料和焊接工艺也需要根据钻井条件进行合理选择，以提高钻头的使用寿命和效率。

总之，PDC取芯钻头是一种结构复杂、功能多样的工具。

合理的结构设计和优质的材料选择能够使其具有高效、耐用和精确的钻孔能力。

钻井工程人员在选购和使用PDC取芯钻头时应根据具体需求和工况选择合适的规格和型号，并严格按照使用说明操作，以保证钻探工作的顺利进行。

旋转井壁取芯器钻头性能探讨摘要:介绍了旋转井壁取芯器钻头的工作原理和结构特点。

将12种取芯钻头的各项技术参数进行综合对比。

为了确定每种钻头对不同岩性地层的适用性能,设计了模拟地层取芯的实验。

采集12种取芯钻头分别在0～40公斤的钻压下对五种不同岩石样本(石灰岩、花岗岩、粗砂岩、细砂岩和泥质砂岩)进行模拟取芯的实验数据。

将实时记录的扭矩、钻速和功率的变化曲线配合每种钻头的各项性能参数逐一进行分析,最终获得每种钻头的适用性能星级评定表,为一线的旋转井壁取芯作业提供帮助。

关键词:井壁取芯取芯器性能参数实验数据适用性旋转式井壁取芯器是一种从靠近裸眼井地层中直接获取井壁岩芯的测井仪器,它适用于全井段中各种地层的井壁取芯作业。

由于该仪器对原状地层破坏较小,取得的岩心数量多、颗粒完整,并可以直接用于岩电实验和含油性分析化验,求取饱和度、孔隙度、渗透率等储层参数,极具实验和分析价值,备受地质学家的青睐[1]。

但是在实际取芯作业过程中,在钻压和地层一定的情况之下,选择适合该地层并且性能好的钻头往往能节约取芯时间,提高取芯作业时效性,并一定程度上降低取芯作业风险。

文章对12种取芯钻头的各项性能参数进行分析,同时配合这些钻头分别在不同的钻压下对五种岩石样本(石灰岩、花岗岩、粗砂岩、细砂岩和泥质砂岩)进行取芯实验得到的数据,由此确定每种钻头的地层适用性。

1 旋转井壁取芯钻头简介1.1 取芯钻头工作原理旋转式井壁取芯器的钻头是一种空心的金刚石钻头。

它靠螺纹连接在该仪器的高温液压马达的钻杆上[2]。

它是以锋利、耐磨以及能够自锐的天然金刚石或者人造金刚石为切削齿,在马达钻杆的带动下获得较高的钻速和钻头进尺。

在钻取地层岩芯时钻头上的每粒金刚石在钻压作用下压入岩石,使切削面下方的岩石处于极高的应力状态,造成局部破裂,同时在旋转扭矩的作用下产生切削作用,破碎岩石的体积大体上等于金刚石吃入岩石的位移体积,最后通过不断的切削作用,形成一颗完整的岩芯。

绳索取芯钻进工艺关键技术作者：孙超杰来源：《环球人文地理·评论版》2014年第12期摘要：绳索取芯具有地质效果好，钻进效率高，孔内事故少等优势【1】。

经过在武汉后湖地区的断裂带钻探工作的实践表明，绳索取芯钻进满足断裂带钻探工作的要求，且能够较好完成断层钻探的技术要求，具有很强的优越性，可以在断裂带的钻探工作中推广。

关键词：绳索取芯；断裂带；钻探前言地震是一种强烈破坏性地质灾害，特别是断层控制的构造地震，一旦发震，给人民生命财产带来危害。

特别是在汶川地震、玉树地震发生后，国家加大对孕育构造地震的断层的研究，特别是深大的潜伏断裂带。

横穿湖北省中部有一条重要的深大断裂，就是襄樊-广济断裂带【2】。

该断裂带西至四川省，相接于城口断裂，东至安徽省，交汇于北北东向郯庐断裂带的南端，由郯庐断裂带、麻城-团风断裂带、襄樊-广济断裂带和近东西向桐柏-大别山北麓断裂带围限切割的大别断块隆起，是江淮之间中强震最频繁地区，其构造互动作用是控震-孕震的主要因素之一【3】。

为此由武汉地震工程研究院牵头，中国地质大学（武汉）工程学院项目工作人员在襄樊-广济断裂带武汉后湖地区进行了钻探工作。

为了能够较为准确的研究该断裂带，必须保证良好的取芯率，为此本项目采用绳索取芯。

1绳索取芯绳索取芯钻进是指在钻进过程中，当岩心充满岩芯管后，不需要提钻取芯，而是以钻杆为通道，借助于绳索和专用打捞工具，把钻进过程中储存在岩心管中的岩心提升到孔外的取芯钻进方法【4】，这种方法具有机具结构简单、钻进效率高、岩芯质量好、岩芯浸泡时间最短、劳动强度低等特点，具有很大的推广应用价值。

（1）绳索取芯钻具绳索取芯钻具结构有两部分组成，分别是绳索取芯双层岩心管和打捞器，双层岩心管部分包括外管总成和内管总成，绳索取芯钻具见图1。

图1 绳索取芯钻具本工程中使用的使用的绳索取心钻具型号为Φ95mm，具体规格见下表表1 钻具规格钻头扩孔器外径/mm 内岩心管外岩心管外径/mm 内径/mm 壁厚/mm 外径/mm 内径/mm 壁厚/mm 外径/mm 内径/mm 壁厚/mm95.5 63 16.25 96 73 67 3 89 79 5（2）工作原理在钻孔内钻进时，绳索取芯钻具的外管和钻头一起同钻速钻进，而内管保持不转动，在绳索取芯的时候，先将打捞器固定在主卷扬上，然后把打捞器下入到钻孔内，与外管内径结合，最后提出打捞器，同时带出内管和岩芯，取出岩芯后，再用主卷扬或者副卷扬把内管放入外管内径放到孔底。

绳索取芯钻探技术浅析【摘要】“绳钻”技术，被广泛应用于岩芯钻探。

随地质勘探钻孔深度的不断增加，以及起下钻占辅助作业时间的逐渐增大，严重影响整体钻进效率。

因此，绳钻技术在地质勘探中得到广泛应用。

【关键词】地质钻探；绳索取芯钻探；钻进工艺引言随着我国国民经济的发展，矿产资源供需形势严峻。

全国开展了新一轮地质矿区勘察工作。

钻探是深部找矿最基本的重要手段和技术方法。

所谓绳索取芯钻探，是不提钻而由钻杆内捞取岩心的先进钻进方法。

具有结构简单，钻进效率高，岩芯质量好，岩芯浸泡时间最短，钻头寿命长，劳动强度低等特点。

对于地质构造多变、地层条件复杂的钻孔，施工中常遇漏失、涌水、水敏性地层与矿层的坍塌等问题，严重影响绳索取芯钻进工艺性能的发挥。

1 设备选择1.1 配套三级绳索取芯钻具地质勘探中，搞好绳索取芯钻具三级配套，是解决地质勘探过程中复杂水敏性地层严重塌掉块、涌水、漏失等问题，实现安全高效钻进最有效的方法。

三级配套，是指S95钻具、S75钻具、S59钻具配套使用。

在钻进矿区地层之前，用S95钻具穿过复杂层下Φ89 mm技术套管（扣型为反扣，套管为外丝，接头为内丝），换S75+2绳索取芯钻具钻进至终孔。

如S75+2绳索取芯钻具再遇较大漏失或坍塌难以处理时，则以Φ71mm为套管换S59绳索取芯钻具钻进至终孔。

1.2 附属机具配置由于绳索取芯钻进是满眼钻具环状间隙小，对冲洗液的质量有较高要求，所以，现场必须配泥浆搅拌机，且能在钻孔漏失情况下，满足不停止钻进配置泥浆的需要。

深孔或超深孔（1000～1500m以上）施工，应采用新钻杆或加强型钻杆以提高钻杆的密封性与强度；采用加强型夹持器和双滑车系统与其配套，以达到预防与减少孔内事故，实现安全高效钻进目的。

各类机械配件及泥浆材料等为钻机提供可靠后勤保障，减少停待料时间提高生产效率。

2 钻进工艺及参数选择2.1 钻孔结构的设计应根据钻孔目的、孔内岩层及可能遇见的复杂情况、钻孔深度和终孔孔径等因素来设计钻孔的孔身结构。

合理使用金刚石钻头的方法李林森（安徽省水利水电勘测设计院233000）[摘要] 近年来金钢石钻头在水利水电勘探中得到了广泛的应用，由于对金钢石钻头特性认识的不够，钻进的过程中时常会出现一些影响钻头使用功效的问题。

本文在总结以往实际钻探经验的基础上，分析出现问题的原因，探讨提高金钢石钻头使用功效的方法，以提高金钢石钻头使用功效。

[关键词]金钢石烧钻转速泵压金钢石由碳元素组成，是碳在高温高压下的结晶体，它在莫氏硬度中列为最高硬度——10级。

金刚石不仅硬度高，强度大，导热率较高，而且容易吸收热量，又能使热量很快散失。

小口径金刚石钻进是目前水利工程岩石钻探的主要方法之一。

近年来我院进行了大量的中小型水库除险加固勘探，由于缺乏对金钢石钻头性能、特性的认识，钻探过程中时常会出现烧钻和非正常磨损等情况出现，影响了正常的钻进。

为了提高钻进功效、降低金钢石钻探成本，需要提高对金钢石钻头性能的认识、掌握正确使用方法，以减少钻头的非正常磨损，提高金刚石钻头寿命。

1.金刚石钻头的特性1.1金刚石钻头的强度与热稳定特性金刚石具硬度高，强度大，导热率高的特点，但存在性脆与热稳定性差等缺点，受冲击易破碎，在高温条件下，易于氧化和石墨化。

温度对金刚石强度影响很大，金刚石随着温度升高强度就下降。

金刚石钻头在空气中加热到300℃时开始氧化，到800℃时重量开始减轻，晶体颜色发生变化；当温度达到900℃时，金刚石质量发生明显变化，表现疏松，易破碎；在1000℃时金刚石燃烧干净，燃烧后形成二氧化碳。

1.2金刚石钻头的适应性金刚石钻头对地层的适应性是很强的。

只要根据不同的地层选用相应的钻头，就能达到金刚石钻头的长寿命、高效率的使用。

当岩石在8—9级时，采用胎体硬度HRC34—42，金刚石粒度为60—100目的孕镶式或电镀式钻头，就比较合适。

但遇到比较坚硬的花岗岩脉或石英脉时，这种钻头就不适应了，应采用胎体硬度较软、金钢石粒度较细的钻头。

你必须掌握的钻头知识（基础、易懂、珍藏版）钻头分类按类型可分为刮⼑钻头、⽛轮钻头、⾦刚⽯钻头和PDC钻头等四种；按功⽤分为全⾯钻进钻头、取⼼钻头和特殊⼯艺⽤钻头（⽐如扩眼钻头、定向造斜钻头等）。

刮⼑钻头刮⼑钻头是旋转钻井使⽤最早的⼀种钻头，从⼗九世纪开始采⽤旋转钻井⽅法的时候就开始使⽤这种钻头，⽽且直到现在某些油⽥仍在使⽤。

这种钻头主要⽤在软地层和粘软地层，具有很⾼的机械钻速和钻头进尺。

刮⼑钻头最⼤的优点是结构简单，制造⽅便，成本低，各油⽥可⾃⾏设计和制造。

1）刮⼑钻头的结构刮⼑钻头由钻头体、刮⼑⽚、分⽔帽和喷嘴四部分组成。

钻头体是刮⼑钻头焊接刮⼑⽚和分⽔帽的本体，采⽤中碳钢材料加⼯⽽成。

下端焊接刮⼑⽚和分⽔帽，上端车有丝扣和钻柱连接。

刮⼑⽚⼜称⼑翼，是刮⼑钻头主要⼯作部件。

2）刮⼑钻头⼯作原理刮⼑钻头以切削⽅式破碎岩⽯。

刮⼑钻头在软的塑性地层⼯作时，其切削过程类似于⼑具切削软⾦属。

⼑⽚在钻压的作⽤下吃⼊地层，与此同时⼑刃前⾯的岩⽯在扭转⼒的作⽤下不断产⽣塑性流动，井底岩⽯被层层剥起。

刮⼑钻头钻进脆性较⼤的地层时，破碎岩⽯的过程则分为碰撞、压碎及⼩剪切和⼤剪切三个阶段：碰撞:刃前岩⽯破碎后，岩⽯对⼑⽚的扭转阻⼒减⼩，⼑⽚向前推进，碰撞刃前岩⽯；压碎及⼩剪切:⼑⽚在扭转⼒作⽤下压碎前⽅的岩⽯，使其产⽣⼩剪切破碎；扭转⼒增⼤:⼑⽚继续挤压前⽅岩⽯，当扭转⼒增⼤到极限值时，岩⽯沿剪切⾯产⽣⼤剪切破碎，然后扭转⼒突然减⼩。

碰撞、压碎及⼩剪切、⼤剪切这三个过程反复进⾏，形成刮⼑钻头破碎塑脆性岩⽯的全过程。

3）刮⼑钻头的正确使⽤刮⼑钻头适⽤于软地层和粘软地层。

钻进时需要适当控制钻压与转速，注意防斜、防蹩、防⽌⼑翼断裂。

由于刮⼑钻头在软地层中的机钻速较快，岩屑量较⼤，宜采⽤⼤排量钻进，充分清洗井底和冷却钻头。

刮⼑钻头钻进时，⼑翼外侧线速度较⾼，磨损速度较快，钻头容易磨损成锥形，此时要特别注意防斜和防⽌井径缩⼩。