金刚石钻头的合理使用

1. 金刚石钻头的合理使用

提高金刚石钻进效率的重要措施是遵守岩石破碎工具的合理使用准则。
合理使用金刚石钻头的准则包括:
(1)根据岩石物理力学性质正确选择和使用其结构特性与之适应的金刚石钻头;
(2)严格遵守金刚石破岩工具的操作规程;
(3)根据钻探规程确定的工艺进行钻进，并保证高的生产率，使金刚石耗量不超过该钻探条件下的额定值。
(4)当钻头寿命达到合理的报废水平时应及时把它从钻具中换掉。
在钻头使用过程中应记住，金刚石是相当脆的矿物，它对微弱冲击都很敏感。因此，涉及金刚石破岩工具的全部作业都必须谨慎认真地进行。钻头应存放在木质盒子或塑料盒子里。金刚石钻头与钻柱的连接需用专门的管钳，而不能用普通牙钳。带钻头的钻具只有其内部没有岩心时才能下入孔内。下放钻具要谨慎，尤其在孔径变化的孔段和孔底附近。钻头到达孔底时不能用力下墩，开始时要用低转速和小泵量。只有当孔底残留岩心长度不超过4～5cm时，才允许下入钻具。否则，应先用牙轮钻头或其他专用钻头破碎掉孔底的残留岩心。每次起钻之后，应用游标卡尺测量钻头和扩孔器的直径和胎体高度。带扩孔器钻进时应保证扩孔器直径总比钻头直径大0.2～0.3mm。旧扩孔器与新扩孔器的外径之差不能超过0.1～0.2mm。
不带扩孔器钻进时，要精确测量各钻头的内外径，并确定它们的下孔顺序。首先下入外径最大和内径最小的钻头。当钻头直径磨损达0.05～0.1mm时应更换。在向孔内顺序下入钻头时应确认，上一个回次的岩心可以自由地通过将下孔钻头的内径。
禁止往存在“狗腿弯”的孔内下入新钻头。当孔身被磨成锥形，直径差超过0.1～0.15mm时必须用由孕镶钻头和扩孔器组成的专用钻具下去扩孔。当钻孔停工相当一段时间后，应采用由孕镶钻头和两个扩孔器组成的钻具，两个扩孔器都应安装在岩心管的下部。配置钻具时应保证下部扩孔器和上部扩孔器外径比钻头外径大0.1～0.2mm。根据岩石性质的不同，扩孔钻进的速度不能超过5～20cm/min。
钻进过程中没有特殊情况不允许把钻头提离孔底，因为这样可能导致卡岩心装置启动，而且岩心碎屑落在孔底会造成胎体和钻头上的金刚石破坏。
在钻进过程中，需要均匀改变轴向载荷，不允许急剧增大或减小载荷，因为这样可能引发孔内事故。不允许采用大于临界值的轴向载荷。对表镶钻头而言每粒金刚石的允许载荷为140～160N，而孕镶钻头为1200～1300N/cm2。过大的载荷会导致金刚石急剧崩裂并极大地增加金刚石耗量。过小的比压(对表镶钻头40～60N/粒和对孕镶钻头300～500N/cm2)同样是不容许的，因为这样可能引起金刚石在完整的弱研磨性岩石中产生抛光，并造成金刚石无法切入岩石。
选择钻头转速时必须考虑岩石的硬度、研磨性和裂隙性。
通过分析机械钻速的变化也可判断金刚石钻头的使用是否合理。各种类型钻头机械钻速的变化速率是不同的。在正确选择规程参数组合的条件下，孕镶钻头的机械钻速应变化不大。表镶钻头的初始机械钻速增长，达到一定的最大值后将开始下降。但是，根据已有的准则来确定起钻换钻头的准确时间点是很困难的。通常是结合机械钻速的变化特征，靠经验来判断钻头的磨损情况。据全俄勘探技术研究所的调研，生产单位总结出在下列情况下应结束钻头回次作业并更换新钻头:
(1)胎体的外径、内径和高度磨损严重。根据保径金刚石粒度不同，胎体的内外表面磨损量已达0.5～0.7mm。
(2)正常的胎体剖面已经被改变，在内外表面已出现了锥度。以及在胎体端部外缘或中部已出现了深度超过0.5mm的拉槽和倒角。
(3)金刚石出刃过大(超过了其线性尺寸的1/3)，可能导致金刚石脱落和破坏。
(4)胎体冲蚀严重，使其强度下降，可能导致某个扇形块脱落或整个包镶金刚石的胎体层脱落。
(5)胎体和钻头钢体存在机械损伤(胎体出现鼓包、被磨圆、裂纹，钻头钢体或螺纹被磨损等)。
(6)孕镶钻头胎体内外侧面出现的倒角深度超过了孕镶层厚度时。
(7)由于胎体硬度与岩石的研磨性或钻探规程参数、所钻岩石的性质不匹配，造成钻头上的金刚石被抛光。
对于颗粒较大的金刚石单晶或聚晶钻头，允许的最大磨损量Δhmax如表7－1所示。
表7－1 金刚石单晶或聚晶钻头允许的最大磨损量


应采用千分表实时测量钻头和金刚石的磨损情况。将近有40%的金刚石钻头因胎体磨成斜面而提前结束回次。造成这种情况的原因可能是:钻头的制造质量不高，金刚石质量差，钻进裂隙岩石和钻进中伴有剧烈的振动等。
造成金刚石烧钻的原因在于破坏了正常的钻进工艺过程，最常见的原因是冲洗液不足和轴向载荷过大。
发生钻头金刚石和胎体被抛光的情况，通常出现在轴向载荷不足，泵量过大和转速过高的情况下。在生产实践中采用称为“干磨”的办法让钻头在孔底出刃，这时停止供给冲洗液10～15s。运用该方法将导致胎体的快速磨损，因此最好采用电化学帮助出刃的办法。

2. 合理选用金刚石钻头

金刚石钻头是目前最锐利的钻岩工具，从理论上讲它应该可以顺利地钻进各类地层，但在实践中往往出现一些反常现象：如在某些地层中，钻头金刚石耗量很大而钻头进尺很少；在另一些地层中，钻头的钻速很低，甚至出现钻头“打滑”不进尺的情况；有时某种钻头在一个矿区钻进效率很高，而在另一个矿区却效果很差。这些现象说明金刚石钻进中所选用的钻头必须和所钻的岩性相适应，这是提高金刚石钻进技术经济指标的关键环节之一。
尤其是孕镶金刚石钻头的结构参数较为复杂，选择时应根据所钻岩层性质，综合考虑到金刚石品级、胎体性能（保证钻头自锐）、唇面形状、内外径补强和水路设计等因素。

3. 金刚石是怎么做成钻石的

一般而言，切磨加工钻石有四个独立的步骤，即标记、分割、成型和抛磨。       1、标记原石主要在对钻石原石作正确评价基础上，将设计意途用专门的笔标记在钻石上，切磨加工师按标记对钻石实施切磨加工。标记是钻石切磨加工的第一步，这也是整个切磨加工环节中最重要的工作，它直接影响钻石切磨加工的经济效益，也影响最终钻石成品的完美程度，因此，做这项工作的人必须具备具坚实的宝石学专业知识，丰富的实践经验，并精通加工技术。他的最终目的是制造出最大、最干净、最完美形态的成品钻石，并创造最大的经济效益。 
       2、分割原石出于各种原因，需要对原石进行分割。分割原石也是一项十分重要的工作，它也直接影响钻石成品的质量，并最终影响钻石成品的价值。分割原石时所需要考虑的重要因素有：钻石原石的形状、钻石的内部瑕疵、双晶及结晶学特征等。 
       3、粗磨是将钻石原石进行成型加工处理的过程，它是一项切削或切磨工艺，这项工艺类似于在车床上加工木头或金属。粗磨的过程就是将原石初步打磨的过程。 
       4、抛磨即为研磨和抛光的过程，是对粗磨成型的钻石实施一系列工序而将其抛磨成最终成品的过程。抛磨是一项技术性能极强的技术，需要钻石切磨工懂得一定的工艺，并需要丰富的经验。

4. 什么金刚石钻头好些呢

金刚石钻头的破岩作用是由金刚石颗粒完成的。要知道钻头的破岩作用，就须了解单粒金刚石的破岩作用。在坚硬地层中，单粒金刚石在钻压作用下使岩石处于极高的应力状态下（约4200-5700MPa，有的资料认为可达6300MPa），使岩石发生岩性转变，由脆性变为塑性。单粒金刚石吃入地层，在扭矩作用下切削破岩，切削深度基本上等于金刚石颗粒的吃入深度。这一过程如同“犁地”故称为金刚石钻头的犁式切削作用。
在一些脆性较大的岩石里（如砂岩、石灰岩等），钻头上的金刚石颗粒在钻压扭矩的同时作用下，破碎岩石的体积远大于金刚石颗粒的吃入与旋转体积。当压力不大时,只能沿金刚石的运动方向形成小沟槽，加大压力则会使小沟槽深部与两侧的岩石破碎，超过金刚石颗粒的断面尺寸。
金刚石钻头的破岩效果，除与岩性以及影响岩性的外界因素（如压力、温度、地层流体性质等）有关外，钻压大小是重要的影响因素。它和牙轮钻头一样，破岩时都具有表层破碎、疲劳破碎、体积破碎三种方式。只有当金刚石颗粒具有足够的比压吃入地层岩石，使岩石发生体积破碎时，才能取得理想的破岩效果。
钻头质量的好坏、钻头类型与地层岩性是否适应，对加快钻井速度和提高单只钻头进尺起着重要的作用。钻一口油气井一般要使用不同尺寸的多只钻头，在钻上部地层时要使用直径较大的钻头，因钻头钻进的地层较软，单只钻头进尺多、使用的时间短，一个钻头一般可重复使用几口井；而在钻下部地层时要使用直径较小的钻头，因地层硬、单只钻头的进尺少，一般要使用多只钻头。一只下井新钻头钻井进尺的多少主要取决于钻头的尺寸、类型、地层的软硬和钻进参数的配合。一般来说，钻头尺寸越小、地层越硬，进尺越少；钻头尺寸越大、地层越软，钻头进尺就越多。

5. 金刚石钻头能做出钻石吗?

您好亲亲，很荣幸为您解答：
可以的。钻石不是那么容易钻出来的。钻石的原身是金刚石，是在地球深部高压、高温条件下形成的一种由碳元素组成的单质晶体，钻石是指经过琢磨的金刚石。【摘要】
金刚石钻头能做出钻石吗?【提问】
您好，您的问题我已经看到了，我正在整理答案，请稍等一会儿哦[心]【回答】
您好亲亲，很荣幸为您解答：
可以的。钻石不是那么容易钻出来的。钻石的原身是金刚石，是在地球深部高压、高温条件下形成的一种由碳元素组成的单质晶体，钻石是指经过琢磨的金刚石。【回答】

6. 为什么金刚石可以做钻头

首先要了解金刚石，金刚石是自然界中存在的已知的最硬的物质，这个就为它成为我们制作钻头的首选提供了先天条件。金刚石不仅硬，而且天然就存在多个棱角，根据棱角的不同，强度稍有差别，棱角的存在是形成切割的前提条件。其次，金刚石的抗压强度和耐热程度都是很多金属类不能媲美的。有了上述两个优点，选择金刚石作为制作金刚石钻头的主要原料是大势所需。
有了前面的理论基础，我们需要用实践来证明理论的真假。地质金刚石取芯钻头在适当的钻压下高速旋转，镶嵌在刀头的金刚石露出部分棱角，对岩石进行切割，由于金刚石出众的硬度和耐热抗压性能，使得金刚石吃入岩石毫不费力，经过循环高速切削最终达到整体进尺的目的，其效率是任何合金类钻头无法比拟的。
总之，金刚石最为最硬的物质，在未来一个世纪，其作为切削具的主要原料的地位是无法撼动的，而金刚石钻头也只是其众多应用中的的一个而已。

7. 金刚石复合片钻头的优势

1 、力平衡设计使钻头具有良好的导向性，适应配合井下马达应用于定向钻井，具有较小的径向震动；2 、不同结构的专利PDC复合片在钻头不同位置的合理布置使钻头具有较强的攻击性和抗研磨性；3、 强攻击性设计可使钻头获得较高的机械钻速；4、 在岩层中的钻进能力是普通合金钻头的10-30倍，提高了作业效率；5、因为PDC钻头的材料主要为铸造碳化钨和金刚石复合片，所以它寿命长，价值高。

8. 金刚石是怎样加工成钻石的

用来加工钻石的金刚石就是钻石的毛坯了。钻石工匠先检验毛坯，以尽可能高地体现毛坯的价值，制造尽可能大的、纯净的、完美的钻石，在需分割处作好标记。
对于大多数不适宜劈开的钻石毛坯，就需要用锯切开，同样也是只有钻石才能切割钻石。使用的锯片是在一张磷青铜圆片的边缘上，涂上钻石粉及润滑剂的。固定好毛坯，高速旋转锯盘，就可将钻石锯开。
切割后的钻坯还要打圆，将钻石加工成为圆形。传统方法是将钻坯绕轴快速旋转，与另一颗磨料钻石接触研磨，就可以慢慢地打磨成圆形了。
然后就是用打磨机抛光。打磨机是用马达带动一根轮轴，轮轴下面安装一个厚重的铁盘，将钻石粉和油混合，粘附在铁盘上，打磨匠师把固定好的钻坯，轻触转动的铁盘，边打磨边观察，细心琢磨，把钻坯打圆或其它样式。

扩展资料：

光学性质：
金刚石因为具有极高的反射率，其反射临界角较小，全反射的范围宽，光容易发生全反射，反射光量大，从而产生很高的亮度。
金刚石的闪烁就是闪光，即当金刚石或者光源、 观察者相对移动时其表面对于白光的反射和闪光。无色透明、结晶良好的八面体或者曲面体聚形钻石，即使不加切磨也可展露良好的闪烁光。
金刚石多样的晶面象三棱镜一样，能把通过折射、反射和全反射进入晶体内部的白光分解成白光的组成颜色——红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等色光。
金刚石出类拔萃般坚硬的、平整光亮的晶面或解理面对于白光的反射作用特别强烈，而这种非常特征的反光作用就叫作金刚光泽。
参考资料来源：百度百科-金刚石