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金剛石復(fù)合片鉆頭基本結(jié)構(gòu)
金剛石復(fù)合片(PDC)是繼人造金剛石單晶之后發(fā)展起來的新型超硬材料。它由在高溫高壓下形成的金剛石薄層和碳化鎢基片組成。金剛石薄層中包含有許多細(xì)小的金剛石晶體，它們隨機(jī)定向，所以強(qiáng)度和耐磨性極高。碳化鎢基片加強(qiáng)了金剛石薄層，使它耐沖擊，鉆進(jìn)時金剛石復(fù)合片在磨損過程中能保持銳利的棱邊，這種自銳作用使鉆頭鉆速高、使用壽命長。由于復(fù)合片的優(yōu)異性能，自20世紀(jì)70年代末80年代初以來，國外在油井鉆探、煤田鉆探和部分巖心鉆探中逐步開始使用金剛石鉆頭，從而大大提高了機(jī)械鉆速和鉆頭壽命，降低了鉆進(jìn)的綜合成本和成孔周期，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。我國從20世紀(jì)80年代末開始生產(chǎn)復(fù)合片鉆頭，現(xiàn)已在油田鉆進(jìn)中廣泛使用。隨著復(fù)合片生產(chǎn)技術(shù)的提高和復(fù)合片鉆頭設(shè)計(jì)制造技術(shù)的進(jìn)步，復(fù)合片鉆頭在地質(zhì)鉆探、煤田鉆探、金屬礦山開采、工程施工、水電施工、公路橋梁、邊坡防護(hù)和灌漿工程中的使用越來越廣泛，適應(yīng)的地層也越來越廣。
金剛石復(fù)合片鉆頭的基本結(jié)構(gòu)通常都是由復(fù)合片和鉆頭基體兩部分組成。從鉆頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)考慮，主要有復(fù)合片的定向、保徑的方法、排粉和沖洗等。
1,鉆頭基體
鉆頭的基體是鉆頭的主要部分，是復(fù)合片的載體。其質(zhì)量的高低，結(jié)構(gòu)是否合理，對鉆頭的使用效果有很大的影根據(jù)所采用材料的不同，鉆頭基體分為胎體式和鋼體式。
鋼體式鉆頭的基體
直接采用鋼材加工而成，目前，國內(nèi)的地勘復(fù)合片鉆頭大多數(shù)采用的是鋼體式。鋼體式鉆頭的特點(diǎn)是制造簡單、材料費(fèi)用低，但存在保徑效果較差、基體易被沖刷磨損、復(fù)合片支撐體易損壞等缺點(diǎn)，造成鉆頭的使用壽命短。隨著復(fù)合片質(zhì)量的提高，鋼體超前損壞已成為復(fù)合片鉆頭損壞的主要形式之一。
