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優勢供應FRAISA鉆頭E10820.034

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鉆頭是鉆井設備的主要組成部分，其主要作用是破粹巖石、形成井眼。旋轉鉆頭是目前石油行業普遍使用的鉆頭，在機械的帶動下旋轉鉆頭會產生旋轉，從而帶動整個鉆頭產生向心運動，并通過侵削、研磨使巖石發生裂痕并破碎，起到向下鉆探的作用。鉆頭是主要的鉆井設備之一，根據工作環境、地域環境的不同，鉆頭的規格、形狀也應當有所不同，在進行石油鉆井工作時，應當以具體需要、具體設計方案為根據，合理地、科學地選擇鉆頭 [3]  。在具體的鉆井工作中科學選擇鉆頭、合理確定鉆井液，從而提高石油鉆井的工作效率、工作質量，才能使石油鉆井更好地發揮自身的價值，為促進石油事業的發展作出一定的貢獻。
分類及選擇編輯

刮刀鉆頭
刮刀鉆頭
目前石油行業使用的鉆頭有很多種類，以不同的鉆進方式為根據對鉆頭進行分類，可以將其分為金剛石鉆頭、牙輪鉆頭與刮刀鉆頭，這三種鉆頭是最基本的鉆頭形式。在這三種鉆頭中，在石油鉆探工作中應用最為普遍、最為廣泛的一種是牙輪鉆頭，其應用程度也比較深。將這三種鉆頭進行對比，使用范圍最小的一種鉆頭是刮刀鉆頭。本文主要介紹的是金剛石鉆頭與牙輪鉆頭 [4]  。
金剛石
金剛石鉆頭
金剛石鉆頭
切削刃使用的是金剛石材料的鉆進刀具就是金剛石鉆頭，金剛石鉆頭的主要優勢在于能夠適應研磨性較高、地質較硬的地層，切割性能也比較優良。在高速鉆探方面具有非常顯著的優勢。
以所適應地層的差異為根據，可以將金剛石鉆頭分為普通金剛石鉆頭、聚晶金剛石復合片鉆頭兩大類。在這兩大類之中，普通金剛石鉆頭適用于研磨性較高、地質較硬、地質復雜的地層；聚晶金剛石復合片鉆頭能夠被廣泛的應用于硬質地層、軟質地層、軟硬適中的地層，其應用范圍十分廣泛。刀片的不同是這兩種金剛石鉆頭的主要差別所在。
聚晶金剛石復合片鉆頭主要有四個組成部分，即金剛石復合片、噴嘴、胎體以及鉆頭體；普通金剛石鉆頭主要有四個組成部分，即金剛石顆粒、噴嘴、胎體以及鉆頭體。因為金剛石鉆頭的切割性能比較優良，因此在選擇金剛石鉆頭當做石油鉆井工具時，能夠高速鉆探，也能夠在一定程度上擴大鉆深。在使用金剛石鉆頭進行石油鉆井作業的過程中，需要高度注意的有以下幾個方面：
聚晶金剛石
聚晶金剛石
，金剛石鉆頭的價格比較高，因此在使用時應小心操作，降低損壞程度；
第二，金剛石鉆頭在熱穩定性方面具有一定的缺陷，因此在使用時要保證鉆頭的冷卻性能、清洗情況；
第三，其質地比較脆，因此金剛石鉆頭的抗沖擊性能會比較差，應該嚴格按照金剛石鉆頭的相關規程來進行嚴格的、規范的操作 [5]  。
牙輪

牙輪鉆頭
牙輪鉆頭
以牙輪鉆頭的結構為依據，可以將其分為水眼、軸承、巴掌、牙輪以及鉆頭體這五個部分。如果是密封噴射式的牙輪鉆頭，在一般情況下還包括儲油補償系統這一部分。螺紋一般會在牙輪鉆頭的上部，鉆柱與螺紋進行相互連接，鉆頭下部會存在牙輪，其上帶有三個巴掌，牙輪軸上裝上牙輪，牙輪軸與各個牙輪之間裝有軸承，牙輪會通過其自身所帶的切削齒進行破碎巖石工作。鉆井液的通道就是鉆頭的水眼。在進行石油鉆井工作的過程中，通過鉆進過程中的橫向剪切作用、縱向振動作用，牙輪鉆頭會實現破碎巖石的目的，從而能夠提升鉆井速度。
在選擇牙輪鉆頭當做石油鉆井工具時，需要按照鉆井設備的實際情況、地層的實際條件以及相鄰油井的地質資料、地層資料來進行牙輪鉆頭的選型。在進行選擇時，需要考慮的問題主要有以下幾點：
首先，應考慮鉆井地層中的軟硬交錯情況是否存在；
其次，應考慮在石油鉆井工作中是否需要防斜鉆進、曲線作業；
再次，應考慮同一油井中的不同鉆進井段的實際深淺情況；
最后，應考慮鉆井地質、地層的可研磨性以及軟硬程度 [5]  。
金剛石復合片編輯
金剛石微粉
金剛石微粉
PDC鉆頭是當今石油和天然氣勘探開發行業廣泛使用的一種破巖工具，它有效地提高了機械鉆具，縮短了鉆井周期 [2]  。
金剛石復合片（

是采用金剛石微粉與硬質合金襯底為原料，在超高壓高溫條件下燒結而成的復合超硬材料，它既具有金剛石的硬度與耐磨性，又具有硬質合金的強度與抗沖擊韌性，是一種越的切削工具與耐磨工具材料，現已廣泛地應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域。PDC研發及其在石油、天然氣鉆頭方面的應用歷史已過去了35年，在這漫長的旅程中許多科學研究者為此作出了杰出的貢獻。
硬質合金
硬質合金
在PDC研發方面，GE公司1970年公布，1972～1973年正式進行商品化生產的Compax具有劃時代意義，而該公司1976年叉推出了專用于石油、天然氣的PDC系列產品——Stratapax鉆井鉆頭用PDC，為鉆頭的研制提供了良好的基礎。自此以后許多PDC制造公司在技術創新上也取得了重大進展，其中美國合成公司（US Synthetic）制造的金剛石層更厚、更耐沖擊的PDC于20世紀90年代中期進入鉆井市場后，使PDC鉆頭的鉆井

著提高。1997年該公司即成為了*的羊。
我國鄭州三磨所于1987年研制成功PDC并逐步進入鉆井市場，雖然產品性能還不美，但其卻以極低廉的價格贏得了我國剛起步的鉆頭制造業的青睞。
1992年鄭州新亞復合超硬材料有限公司建成投產后，對PDC的制造技術作了持續不斷的改進，使PDC的性能有了長足的進步。
油田
油田
PDC石油、天然氣鉆頭的開發與應用也可追溯到30多年前，1973年Tulsa大學鉆井研究中心與GE公司所進行的最初的平面PDC鉆頭設計以及在美國幾大油田進行的幾次現場鉆井試驗具有開創性、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計、制造與使用諸多方面作了不懈的努力和持續的改進，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、石油與天然氣開采業帶來豐厚的經濟回報。
1985年我國四川石油管理局與美國克里斯坦森（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，這兩家企業都利用了國外成熟的PDC鉆頭制造技術，有力地促進了我國PDC鉆頭的制造與應用技術的進步、促進了PDC鉆頭在我國各大油田的推廣和普及 [6]  。
鉆頭發展簡史編輯
碳化鎢粉未
碳化鎢粉未
在PDC的生產技術尚未成熟，或者

說PDC鉆頭剛開始開發之前的一段時間，就有廠家用無硬質合金襯底的聚晶人造金剛石取代天然大顆粒金剛石來制造表鑲鉆頭。聚晶體的形狀有一端為圓錐的圓柱形、三角塊形、圓片形及矩形、塊形等多種，如GE公司的Geoset、Fomset，De Beers公司的Syndax3以及鄭州三磨所的TSP，它們的共同特點是具有高熱穩定性，即耐1000℃～1100℃的高溫，可直接燒結到由碳化鎢粉未及粘結金屬組成的鉆頭胎體的冠部作為鉆齒，破碎與切削地層。
1969～1975年鄭州三磨所分別生產了幾種不同直徑的JR20SN-2聚晶體，首先用于保徑的孕鑲鉆頭和擴孔器的制造，鉆進礦山7級以下的地層，而后用6×6mm聚晶體制造石油刮刀鉆頭，在勝利油田進行試驗，以鉆進同一井深2400m為例，聚晶刮刀鉆頭與硬質合金刮刀鉆頭相比，每口井可節約1.1～1.2萬元，并節省78%的時間；聚晶刮刀鉆頭與牙輪鉆頭相比，節省成本50%以上，鉆井時間減少5～8天。另外1.8×5mm聚晶體制造的地質取芯鉆頭、擴孔器以及2.5×5mm聚晶體用于冶金、煤田及地質孕鑲鉆頭的保徑，其效果也與天然金剛石相近。
金剛石
金剛石
在20世紀80年代初期我國自主研發的PDC尚未成功之前，6×6mm聚晶體曾大量用于石油、天然氣鉆井的取芯鉆頭和西瓜皮式的全面鉆進鉆頭。三角塊形聚晶也曾大量用于制造中硬至硬地層（如石灰巖、白云巖）、輕微研磨性地層的取芯或全面鉆進鉆頭。自90年代國產PDC大規模生產之后，聚晶人造金剛石逐漸退出了鉆井市場，被PDC全面取代。
石油、天然氣鉆井用PDC鉆頭的研發與應用經歷了一個相當長的時間，早期PDC的抗沖擊性不高、存在分層現象，加上鉆頭設計制造方面存在問題及石油、天然氣鉆井具有風險性，占據鉆井市場較大份額的牙輪鉆頭制造廠商表現不是那么積極，因此PDC鉆頭的研發和應用遇到了較大的困難與阻力。
美國在1973～1975年間采用GE公司生產的8.38×2.8mm、金剛石層為0.5mm厚的PDC（Compax）焊接到硬質合金齒柱上再安裝到鋼體鉆頭上進行試驗，大量的原始試驗數據表明：PDC可取代用于鉆進最硬和磨蝕性很高的巖石的

表鑲鉆頭上的天然金剛石。但考慮到PDC的結構與性能特點以及石油、天然氣地層大都為軟一中硬地層，于是鉆頭制造廠商把PDC應用重點放到了具有重大市場前景的石油鉆井市場。美國Tulsa大學鉆井研究中心參與了最初的平面PDC鉆頭設計，并對PDc本身進行了關鍵性試驗。在此期間GE公司在南得克薩斯州、科羅拉多州、猶他州、上密歇根州進行了4只PDC鉆頭的試驗，暴露了PDC柱齒、鉆頭設計與制造方面的一些問題。