煤田鉆探金剛石取心鉆頭

自1862年起用金剛石制作鉆頭以來，經(jīng)歷了黑色金剛石、天然金剛石和人造金剛石鉆頭的 3個發(fā)展階段。

黑色金剛石產(chǎn)于巴西，是一種硬度最高而堅韌的天然黑色金剛石,價格昂貴,早期用于手鑲金剛石鉆頭，現(xiàn)仍部分用于油井鉆頭的內(nèi)錐面部位。

天然金剛石屬于非寶石級的完整晶體或團塊狀金剛石顆粒，多產(chǎn)于非洲、印度、蘇聯(lián)和澳大利亞等地。經(jīng)挑選和表面處理后按粒度大小分別用于地質(zhì)鉆探、石油天然氣鉆探制作表鑲或孕鑲鉆頭。天然金剛石按品質(zhì)分級，如扎伊爾、美國等分為“AAA”、“AA”、“A”、“C”和“等外”5個等級。中國地質(zhì)礦產(chǎn)部分為“特級(TT)”、“優(yōu)質(zhì)級(TY)”、“標準級(TB)”、"低級(TD)”和“等外級(TX、TS)”5級?！暗韧饧墶睘榧毿【Я；蛩榱?，用做孕鑲鉆頭。

人造金剛石在高溫、高壓條件下研制而成。美國通用電氣公司于1955年首先制成人造金剛石并逐漸用于制造孕鑲鉆頭。以后在世界范圍內(nèi)不斷研究出鉆探用多種類型的人造金剛石，如高強度、熱穩(wěn)定性良好（耐1200℃）的單晶，大顆粒（50粒/克拉mm級）單晶，用人造金剛石微粉經(jīng)二次燒結(jié)合成的聚晶和鑲嵌體（含骨架金屬），以及有硬質(zhì)合金為襯片的復(fù)合片等。目前，人造金剛石鉆頭已大量取代了天然金剛石鉆頭。

金剛石鉆頭（圖1）制造除早期手鑲法外，有粉末冶金法的冷壓浸漬法、熱壓法、敲振浸漬法、低溫電鍍法；制造復(fù)合片鉆頭兼用粉末冶金法和釬焊法。 金剛石鉆探

鉆頭品種除最常用的表鑲和孕鑲鉆頭外，聚晶鉆頭和復(fù)合片鉆頭正處于發(fā)展階段。為滿足不同巖層取巖心的要求還要設(shè)計成與不同結(jié)構(gòu)取心管匹配的單管鉆頭、雙管鉆頭、繩索取心鉆頭及不取心鉆頭、套管鉆頭、擴孔鉆頭、導(dǎo)斜用錐形鉆頭等(圖2)。使用中要根據(jù)所鉆巖層特性，選用不同唇面形狀，如平底形、圓底形、階梯形、尖齒形、鋸齒形、雙錐形和底噴式等。