PDC鉆頭英文:Polycrystalline Diamond Compact bit
聚晶金剛石復(fù)合片鉆頭的簡(jiǎn)稱。是地質(zhì)鉆探行業(yè)常用的一種鉆井工具。其實(shí)它的演變是從 金剛鉆演變來(lái)的。
中文名稱 | 聚晶金剛石復(fù)合片鉆頭 | 外文名稱 | Polycrystalline Diamond Compact bit |
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材質(zhì) | 聚晶金剛石 |
⒈胎體式PDC鉆頭
胎體式金剛石復(fù)合片(PDC)鉆頭是將金剛石復(fù)合片通過(guò)釬焊方式焊接在鉆頭胎體上的一種切削型鉆頭。胎體鉆頭用碳化鎢粉末燒結(jié)而成,用人造聚晶金剛石復(fù)合片釬焊在碳化鎢胎體上,用天然金剛石保徑。
⒉鋼體式PDC鉆頭
鋼體PDC鉆頭,是用鎳、鉻、鉬合金機(jī)械加工成形。經(jīng)過(guò)熱處理后在鉆頭體上鉆孔,將人造聚晶金剛石復(fù)合片壓入(緊配合)鉆頭體內(nèi),用柱狀碳化鎢保徑。
⒈地質(zhì)勘探用復(fù)合片鉆頭
主要用于地質(zhì)勘察勘探的復(fù)合片鉆頭,適用于軟到中硬巖層,現(xiàn)在有些廠家新研發(fā)的新型復(fù)合片可以應(yīng)用到十級(jí)硬度的巖層。
⒉煤田鉆采用復(fù)合片鉆頭
主要是用于煤礦上煤層鉆探采挖。一般來(lái)講煤田的巖層相對(duì)較軟,復(fù)合片鉆頭被大量應(yīng)用,如錨桿鉆頭,三翼鉆頭等。
⒊石油勘探用復(fù)合片鉆頭
主要是應(yīng)用在油氣田的鉆采用鉆頭。目前來(lái)說(shuō),油田用復(fù)合片鉆頭是所有復(fù)合片鉆頭里面造價(jià)最高,要求最高的??梢哉f(shuō)是復(fù)合片鉆頭里面的貴族了。
PDC鉆頭主要由鉆頭體、切削齒、噴嘴、保徑面和接頭等組成。
PDC鉆頭英文:Polycrystalline Diamond Compact bit
聚晶金剛石復(fù)合片鉆頭的簡(jiǎn)稱。是地質(zhì)鉆探行業(yè)常用的一種鉆井工具。
PDC鉆頭主要由鉆頭體、切削齒、噴嘴、保徑面和接頭等組成。
PDC鉆頭按基體材質(zhì)分為胎體、鋼體兩種,但制造工藝截然不同。鋼體鉆頭造型不必受刀翼強(qiáng)度的限制,鉆頭冠部主體強(qiáng)度高,復(fù)合片的釬焊強(qiáng)度高,使用后易于修復(fù),生產(chǎn)工藝流程短,生產(chǎn)效率高,生產(chǎn)成本低,比胎體鉆...
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pdc鉆頭PDC鉆頭發(fā)展?fàn)顩r
近年間,PDC切削齒的質(zhì)量和類型都發(fā)生了巨大的變化。如果將20世紀(jì)80年代的齒與當(dāng)今的齒進(jìn)行比較的話,差異是相當(dāng)大的。由于混合工藝與制造工藝的變化,當(dāng)今的切削齒的質(zhì)量性能要好得多,使鉆頭的抗沖蝕以及抗沖擊能力都大為提高。
工程師們還對(duì)碳化鎢基片與人造金剛石之間的界面進(jìn)行了優(yōu)化,以提高切削齒的韌性。層狀金剛石工藝方面的革新也被用于提高產(chǎn)品的抗磨蝕性和熱穩(wěn)定性。
除了材料和制造工藝方面的發(fā)展以外,PDC產(chǎn)品在齒的設(shè)計(jì)技術(shù)和布齒方面也實(shí)現(xiàn)了重大的突破?,F(xiàn)在,PDC產(chǎn)品已可被用于以前所不能應(yīng)用的地區(qū),如更硬、磨蝕性更強(qiáng)和多變的地層。這種向新領(lǐng)域中的擴(kuò)展,對(duì)金剛石(固定切削齒)鉆頭和牙輪鉆頭之間的平衡發(fā)生了很大的影響。
最初,PDC鉆頭只能被用于軟頁(yè)巖地層中,原因是硬的夾層會(huì)損壞鉆頭。但由于新技術(shù)的出現(xiàn)以及結(jié)構(gòu)的變化,目前PDC鉆頭已能夠用于鉆硬夾層和長(zhǎng)段的硬巖地層了。PDC鉆頭正越來(lái)越多地為人們所選用,特別是隨著PDC齒質(zhì)量的不斷提高,這種情況越發(fā)凸顯。
由于鉆頭設(shè)計(jì)和齒的改進(jìn),PDC鉆頭的可定向性也隨之提高,這進(jìn)一步削弱了過(guò)去在馬達(dá)鉆井中牙輪鉆頭的優(yōu)勢(shì)。目前,PDC鉆頭每天都在許多地層的鉆井應(yīng)用中排擠掉牙輪鉆頭的市場(chǎng)。
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金剛石鉆頭的分類(PDC鉆頭TSP鉆頭孕鑲鉆頭)
1.一種防斜PDC鉆頭,主要由鉆頭基體(1)、刀翼(2)、PDC切削齒(3)、噴嘴(4)、流道(5)和排屑槽(6)組成,噴嘴(4)鑲裝在鉆頭基體(1)上,刀翼(2)固定在鉆頭基體(1)上,PDC切削齒(3)布置在刀翼(2)上,刀翼(2)的外端達(dá)不到鉆頭直徑尺寸,其特征是在鉆頭冠部端面上,位于大約半個(gè)圓區(qū)域的所有刀翼(2)上最外一顆PDC切削齒(3)都達(dá)到鉆頭直徑尺寸,而位于另一個(gè)大約半圓區(qū)域的所有刀翼(2)上最外一顆PDC切削齒(3)都只達(dá)到刀翼(2)的外端。
《防斜PDC鉆頭》要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠采用常規(guī)鉆壓鉆進(jìn)的防斜PDC鉆頭。
《防斜PDC鉆頭》主要由鉆頭基體、刀翼、PDC切削齒、噴嘴、流道和排屑槽組成,噴嘴鑲裝在鉆頭基體上,刀翼固定在鉆頭基體上,PDC切削齒布置在刀翼上,刀翼的外端達(dá)不到鉆頭直徑尺寸;在鉆頭冠部端面上,位于大約半個(gè)圓區(qū)域的所有刀翼上最外一顆PDC切削齒都達(dá)到鉆頭直徑尺寸,而位于另一個(gè)大約半圓區(qū)域的所有刀翼上最外一顆PDC切削齒都只達(dá)到刀翼的外端。
采用這樣的結(jié)構(gòu)后,最外一顆PDC切削齒達(dá)到鉆頭直徑尺寸的所有刀翼位于的大約半個(gè)圓組成了主動(dòng)切削區(qū),而最外一顆PDC切削齒只達(dá)到刀翼外端的所有刀翼位于的那大約半個(gè)圓組成了被動(dòng)切削區(qū),主動(dòng)切削區(qū)具有切削井壁的作用,而被動(dòng)切削區(qū)則沒有切削井壁的作用,所以鉆出的井眼直徑大小取決于主動(dòng)切削區(qū)。在《防斜PDC鉆頭》防斜PDC鉆頭在容易導(dǎo)致井斜的地層中鉆進(jìn)而且井眼已經(jīng)處于輕微傾斜狀態(tài)的情況下,當(dāng)主動(dòng)切削區(qū)旋轉(zhuǎn)到井眼低邊的時(shí)候,由于重力的作用,被動(dòng)切削區(qū)不接觸高邊井壁,主動(dòng)切削區(qū)向井斜減小的方向切削出新的低邊井壁;而當(dāng)主動(dòng)切削區(qū)旋轉(zhuǎn)到井眼高邊的時(shí)候,由于重力的作用,被動(dòng)切削區(qū)接觸低邊井壁,主動(dòng)切削區(qū)仍然是向井斜減小的方向切削出新的高邊井壁,因此隨著旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的不斷進(jìn)行,井眼的傾斜程度越來(lái)越小,就是說(shuō),《防斜PDC鉆頭》具有自動(dòng)降斜的優(yōu)點(diǎn)。這個(gè)降斜的過(guò)程與鉆壓的大小沒有直接的關(guān)系,因此,《防斜PDC鉆頭》防斜PDC鉆頭在容易導(dǎo)致井斜的地層中鉆進(jìn)時(shí),采用常規(guī)鉆壓也能夠保持井眼近似垂直,從而能夠提高機(jī)械鉆速,而與采用旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具的鉆進(jìn)方法相比較,可以節(jié)省鉆井成本。
圖1是《防斜PDC鉆頭》防斜PDC鉆頭一種實(shí)施方式的鉆頭冠部端面示意圖。