金剛石復(fù)合片

當(dāng)前金剛石復(fù)合片發(fā)展的方向主要有：

1、聚晶金剛石層不斷加厚，由最初的不足1mm發(fā)展到現(xiàn)在的2-4mm，產(chǎn)品的壽命也隨之提高。

2、金剛石晶粒越來(lái)越細(xì)，耐磨性和抗沖擊性綜合性能提高。

3、通過(guò)優(yōu)化工藝或脫Co、增加耐熱層等工藝，提高熱穩(wěn)定性。4、界面結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，改善界面應(yīng)力。

5、產(chǎn)品直徑不斷加大，提高合成效率。

6、改善燒結(jié)效果，減小性能差異。

人造金剛石復(fù)合片是超硬材料類，這個(gè)超字不具體，范圍很廣。超硬材料就是洛氏硬度（HR），布氏硬度（HB），維氏硬度（HV）很高的材料。一般的45#剛HR是30-60，最硬的天然金剛石。這個(gè)概念涵蓋范圍很廣，高硬度鋼、高硬度陶瓷、人造鉆石等等都可以算。隨著技術(shù)的進(jìn)步，目前行業(yè)內(nèi)研發(fā)出了新型金剛石復(fù)合片，有屋脊型，鋼盔型，面包片等以下列異形片，在不影響磨耗比的情況下大大提高了金剛石復(fù)合片的抗沖擊韌性，推動(dòng)了金剛石復(fù)合片技術(shù)上升了一個(gè)新臺(tái)階。2100433B

是一種金剛石和硬質(zhì)合金基體組成的復(fù)合材料，具有硬度高、耐磨性好的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于石油鉆井、地質(zhì)勘探、煤田鉆采鉆頭上和機(jī)械加工工具等行業(yè)。

鉆采類金剛石復(fù)合片：適用于軟到中硬地質(zhì)鉆井，具有較高的抗沖擊韌性和熱穩(wěn)定性，耐熱溫度可達(dá)750℃（兩分鐘），此類產(chǎn)品備有平面及多種槽面結(jié)合型，并可根據(jù)用戶需要設(shè)計(jì)槽型、研磨、拋光、倒角等，可提供特殊形狀的產(chǎn)品。

機(jī)械刀具類金剛石復(fù)合片：適用于切削高硬度合金、木材、陶瓷等非金屬、非鐵金屬及其他金屬的切削及加工，具有較高的硬度與耐磨性，切削精度高，同時(shí)可根據(jù)用戶需要，將產(chǎn)品加工成長(zhǎng)方形、三角形、扇形等形狀，可用于制作耐磨器件、鉆頭、頂尖及鉆頭齒（有球面形、錐形）等。

國(guó)內(nèi)專業(yè)生產(chǎn)金剛石復(fù)合片的公司主要有河南亞龍等，通過(guò)引進(jìn)國(guó)際先進(jìn)技術(shù)，加強(qiáng)自身技術(shù)開發(fā)力量培養(yǎng)，采用新型高效觸媒以及新工藝，生產(chǎn)的金剛石復(fù)合片具有多種齒型結(jié)構(gòu)，界面結(jié)合牢固、均勻，有較高的耐磨性、熱穩(wěn)定性和較強(qiáng)的抗沖擊韌性等特點(diǎn)。

PDC鉆頭是當(dāng)今石油和天然氣勘探開發(fā)行業(yè)廣泛使用的一種破巖工具，它有效地提高了機(jī)械鉆具，縮短了鉆井周期 。

金剛石復(fù)合片（PDC—Polycrystalline DiamondCompact）是采用金剛石微粉與硬質(zhì)合金襯底為原料，在超高壓高溫條件下燒結(jié)而成的復(fù)合超硬材料，它既具有金剛石的硬度與耐磨性，又具有硬質(zhì)合金的強(qiáng)度與抗沖擊韌性，是一種卓越的切削工具與耐磨工具材料，現(xiàn)已廣泛地應(yīng)用于金屬與非金屬切削刀具、木材加工刀具、石油與天然氣鉆頭等許多領(lǐng)域。PDC研發(fā)及其在石油、天然氣鉆頭方面的應(yīng)用歷史已過(guò)去了35年，在這漫長(zhǎng)的旅程中許多科學(xué)研究者為此作出了杰出的貢獻(xiàn)。

在PDC研發(fā)方面，GE公司1970年公布，1972～1973年正式進(jìn)行商品化生產(chǎn)的Compax具有劃時(shí)代意義，而該公司1976年叉推出了專用于石油、天然氣的PDC系列產(chǎn)品——Stratapax鉆井鉆頭用PDC，為鉆頭的研制提供了良好的基礎(chǔ)。自此以后許多PDC制造公司在技術(shù)創(chuàng)新上也取得了重大進(jìn)展，其中美國(guó)合成公司（US Synthetic）制造的金剛石層更厚、更耐沖擊的PDC于20世紀(jì)90年代中期進(jìn)入鉆井市場(chǎng)后，使PDC鉆頭的鉆井效果顯著提高。1997年該公司即成為了市場(chǎng)份額的領(lǐng)頭羊。

我國(guó)鄭州三磨所于1987年研制成功PDC并逐步進(jìn)入鉆井市場(chǎng)，雖然產(chǎn)品性能還不完美，但其卻以極低廉的價(jià)格贏得了我國(guó)剛起步的鉆頭制造業(yè)的青睞。

1992年鄭州新亞復(fù)合超硬材料有限公司建成投產(chǎn)后，對(duì)PDC的制造技術(shù)作了持續(xù)不斷的改進(jìn)，使PDC的性能有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。

PDC石油、天然氣鉆頭的開發(fā)與應(yīng)用也可追溯到30多年前，1973年Tulsa大學(xué)鉆井研究中心與GE公司所進(jìn)行的最初的平面PDC鉆頭設(shè)計(jì)以及在美國(guó)幾大油田進(jìn)行的幾次現(xiàn)場(chǎng)鉆井試驗(yàn)具有開創(chuàng)性、里程碑性的重大意義。自此以后，鉆頭制造商也不斷在鉆頭設(shè)計(jì)、制造與使用諸多方面作了不懈的努力和持續(xù)的改進(jìn)，才得以使PDC鉆頭在石油、天然氣鉆井中廣泛推廣，并給PDC及其鉆頭制造業(yè)、石油與天然氣開采業(yè)帶來(lái)豐厚的經(jīng)濟(jì)回報(bào)。

1985年我國(guó)四川石油管理局與美國(guó)克里斯坦森（Eastman Christensen）公司合資建立了川石一克里斯坦森金剛石鉆頭公司。

1994年新疆石油管理局與Halliburtos的secarity DBS公司合資建立了新疆一帝陛艾斯鉆頭工具公司，這兩家企業(yè)都利用了國(guó)外成熟的PDC鉆頭制造技術(shù)，有力地促進(jìn)了我國(guó)PDC鉆頭的制造與應(yīng)用技術(shù)的進(jìn)步、促進(jìn)了PDC鉆頭在我國(guó)各大油田的推廣和普及 。

該鉆頭整體沒有活動(dòng)的零部件，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，是20世紀(jì)80年代世界鉆井三大新技術(shù)之一?，F(xiàn)場(chǎng)使用證明，金剛石復(fù)合片鉆頭在軟-中硬地層中鉆進(jìn)時(shí)，有速度快、進(jìn)尺多、壽命長(zhǎng)、工作平穩(wěn)、井下事故少、井身質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)。并且相對(duì)于金剛石鉆頭具有成本低，適用范圍廣等優(yōu)勢(shì)。

國(guó)內(nèi)金剛石復(fù)合片鉆頭的研究應(yīng)用最初由西安煤科院研發(fā)設(shè)計(jì)，經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，復(fù)合片鉆頭無(wú)論是質(zhì)量還是應(yīng)用范圍都取得了巨大的改進(jìn)。

1、力平衡設(shè)計(jì)使鉆頭具有良好的導(dǎo)向性，適應(yīng)配合井下馬達(dá)應(yīng)用于定向鉆井，具有較小的徑向震動(dòng)；

2、不同結(jié)構(gòu)的專利PDC復(fù)合片在鉆頭不同位置的合理布置使鉆頭具有較強(qiáng)的攻擊性和抗研磨性；

3、強(qiáng)攻擊性設(shè)計(jì)可使鉆頭獲得較高的機(jī)械鉆速；

4、在巖層中的鉆進(jìn)能力是普通合金鉆頭的10-30倍，提高了作業(yè)效率；

5、因?yàn)镻DC鉆頭的材料主要為鑄造碳化鎢和金剛石復(fù)合片，所以它壽命長(zhǎng)，價(jià)值高。