金剛石復(fù)合片鉆頭和金剛石鉆頭一樣也屬于一體式鉆頭。但它不像金剛石鉆頭那樣通過(guò)高溫高壓或者電鍍的方式把金剛石鑲嵌在鉆頭的胎體上,而是通過(guò)高頻焊接的方式,將高溫高壓制成的復(fù)合片焊接在剛體或者胎體上。
金剛石復(fù)合片鉆頭有限元力學(xué)分析優(yōu)化鉆頭結(jié)構(gòu)。
根據(jù)鉆探巖性特點(diǎn),采用有限元力學(xué)模型優(yōu)化,改進(jìn)設(shè)計(jì)了新型多翼組合齒PDC不取芯鉆頭,在傳統(tǒng)的刮刀式鉆頭基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了新的副切削齒和保徑齒,金剛石復(fù)合片鉆頭并將抗沖擊性好的錐形齒、球形齒和高耐磨的平面齒組合裝配,優(yōu)化了機(jī)械性能,金剛石復(fù)合片鉆頭提高對(duì)硬巖層的抗沖擊能力。

一種以金剛石復(fù)合片為切削刃制作鉆探用鉆頭的方法。
金剛石復(fù)合片可以用于制造地質(zhì)、煤田和油井鉆探用的各種鉆頭,取得好的鉆進(jìn)效果。但由于復(fù)合片不耐高溫,通常的金剛石鉆頭燒結(jié)工藝和硬質(zhì)合金鉆頭的焊接工藝均難直接應(yīng)用于制造復(fù)合片鉆頭。故目前世界上通常采用某種銅焊(專(zhuān)利號(hào)EP-101-096-A)或者是將復(fù)合片先制成帶柄的鑲嵌塊再鑲嵌到鉆頭體上的方法(專(zhuān)利號(hào)US4265-324,GB2108-554,CA-1077-018,UKPA2136035等),采用這些方法時(shí),所用復(fù)合片是經(jīng)過(guò)精加工過(guò)的,才能焊接牢固和鉆頭整體尺寸的要求,而復(fù)合片的精加工費(fèi)用往往是很昂貴的。

金剛石復(fù)合片鉆頭采用的PDC復(fù)合片作為切削齒。
由于國(guó)產(chǎn)PDC片的磨耗比等較低,長(zhǎng)期以來(lái)復(fù)合片主要依賴(lài)進(jìn)口,隨著PDC片合成技術(shù)的發(fā)展,國(guó)產(chǎn)PDC片綜合性能近幾年也在不斷提高。 六吉公司自主創(chuàng)新的P-T梯度納米催化金屬陶瓷相復(fù)合生長(zhǎng)金剛石技術(shù)(Nano-catalysis Gradient Compositing )和的高壓合成設(shè)備溫壓精密匹配自動(dòng)控制技術(shù),較好地解決了PDC抗沖擊韌性和耐高溫性的矛盾, 生產(chǎn)的PDC具有高硬度、高耐磨性、高抗沖擊韌性及高熱穩(wěn)定性的“四高”復(fù)合片特性。

高強(qiáng)型金剛石鉆頭刀翼采用研制的球型金剛石刀片,特點(diǎn)是鉆進(jìn)速度快,抗沖擊能力強(qiáng)。當(dāng)鉆頭鉆進(jìn)時(shí),唇邊用于正常均勻地層巖石的刮削,部分可以抑制鉆頭鉆進(jìn)過(guò)程中遇到縫隙時(shí)瞬間大幅度進(jìn)尺,降低了鉆頭的意外損壞,提高了應(yīng)對(duì)復(fù)雜巖層的鉆進(jìn)水平。
打一口油氣井要用到各種型號(hào)不同的金剛石復(fù)合片鉆頭,在打油氣井上部地層時(shí)要使用直徑較大的金剛石復(fù)合片鉆頭,這是因?yàn)榻饎偸瘡?fù)合片鉆頭鉆進(jìn)的地層較軟,單個(gè)的金剛石復(fù)合片鉆頭進(jìn)尺多、使用的時(shí)間就會(huì)短,一只金剛石復(fù)合片鉆頭一般可重復(fù)使用幾口油氣井;而在用金剛石復(fù)合片鉆頭鉆油氣井下部地層時(shí)要使用直徑較小的金剛石復(fù)合片鉆頭,因?yàn)橛蜌饩虏康牡貙酉鄬?duì)來(lái)說(shuō)比較硬、單只金剛石復(fù)合片鉆頭的進(jìn)尺少,一般要使用多只金剛石復(fù)合片鉆頭。