第四章 回转钻进用钻头.ppt

常用硬质合金钻头选型 类别 钻头类型 岩石可钻性级别 岩石 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅶ Ⅷ Ⅸ 磨 锐 式 钻 头 螺旋肋骨钻头 － － － 松散可塑性岩层 阶梯肋骨钻头 － － － 页岩，砂页岩 薄片式钻头 － － － 砂页岩，碳质泥岩 方柱状钻头 － － － 均质大理岩，灰岩，软砂岩，页岩 单双粒钻头 － － － 中研磨性砂岩，灰岩 晶字形型钻头 － － － 灰岩，大理岩，细砂岩 破扩式钻头 － － － 砂硕岩，硕岩 负前角阶梯钻头 － － － 玄武岩，砂岩，辉长岩，灰岩 自 磨 式 胎体针状钻头 － － － 中研磨性片麻岩，闪长岩 钢柱针状钻头 － － － 研磨性石英砂岩，混合岩 薄片式自磨钻头 － － － 研磨性粉沙岩，砂页岩 表4－3 常用硬质合金钻头及其使用范围表 第三节 钻探用金刚石及孔底碎岩过程Diamond for drilling and downhole rock-broken process 一、钻探用金刚石(diamond for drilling) 1、特性：晶体结构为正四面体，元素为C，最硬、抗压强度最大、抗磨能力最强。脆性大，热稳定性差。 2、分类(Classification) 天然(Natural diamond)与人造(Synthetic diamond)。人造金刚石包括单晶(Mono-crystalline diamond)、聚晶(Polycrystalline diamond)和复合片Polycrystalline diamond compact)。(See the following pictures and explain them briefly) Mono-crystalline diamond Diamond micro-powder Polycrystalline diamond Polycrystalline diamond compact WC+Co PCD 3、与钻探有关的物理力学性质(Mechanical properties for diamond pertaining to drilling) 硬度(Hardness) 强度(Strength) 耐磨性(Wear resistance) 热性能(Thermal properties) 4、钻探用金刚石的粒度与品级(Quality and size of diamond for drilling) 金刚石的计量单位为克拉（carat），度量常用一克拉多少粒表示（对于粗颗粒而言），或“目”表示。 表4－4 天然金刚石品级分类表 级别 代号 用途 级别 代号 用途 特级（AAA） TT 特硬地层或绳索取心钻头 低级（C） TD 中硬地层 优质级（AA） TY 坚硬、硬地层或绳索取心钻头 等外级 TX 择优后用于制造孕镶钻头 标准级（A） TB 硬和中硬地层 TS 表4－5 人造金刚石品级分类表 金刚石品级 代号 单晶强度（MPa） 单晶强度（N/粒） 应用地层 特 级 RT 2200 50 坚硬 优质级 RY 1800～2200 40～50 硬 标准级 RB 1500～1800 34～40 中硬－硬 表4－6 人造金刚石聚晶品级分类表 聚 晶 级 别 代 号 磨 耗 比 特 级 RJT 1:30000 优质级 RJY 1：20000～1：30000 标准级 RJB 1：15000～1：20000 第四节 金刚石钻头与扩孔器(Diamond bit and reamer shell) 1、金刚石钻头的规格和标准(Specifications and standard of diamond bit)（注意“级配”） 图 1.4－10 双层岩心管金刚石取心钻具组合 1－岩心管接头；2－外管；3－内管；4－扩孔器； 5－卡簧； 6－卡簧座； 7－钻头 图 1.4－11 金刚石钻具级配 图 1.4－12 金刚石钻头 （a）－表镶金刚石钻头；（b）－孕镶金刚石钻头；（c）－复合片钻头 图 1.4－13 金刚石钻头的结构 （a）－表镶钻头； （b）－孕镶钻头； 1－金刚石；2－胎体；3－钻头体；4－水口 图 1.4－14 金刚石钻头刃部 (a)－表镶钻头： 1－底刃金刚石；2－保径金刚石； 3－侧刃金刚石； 4－胎体； 5－钻头体 (b)-孕镶钻头： 1－金刚石； 2－工作部分胎体； 3－非工作部分