深圳海明润PDC复合片奔驰齿锥尖齿屋脊齿石油PDC钻头

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PDC钻头钻速和寿命特征
与PDC钻头钻速和寿命密切相关的重要特征主要有：
1、密度特征
2、切削性能特征
3、钻头形状特征
PDC钻头钻速和寿命特征
1、密度特征
密度是钻头设计时的重要参数；
在设定的工况条件下，来自地层和岩性因素、来自钻速和进尺目标（来自钻井设计） ；密度决定了钻进时钻压的比压。
极软～软地层，设计四刀翼；（刀翼数能间接反映密度）
中软～中地层，设计五刀翼；
中～中硬地层，设计六刀翼、七刀翼，等。

2、切削性能特征
1）切削齿的金刚石自锐特征：锋利与否决定切削效率，切削效率间接妨碍寿命
2）耐磨特征：决定寿命
3）尺寸特征：决定切削量、钻速，间接妨碍密度
4）切削角度
大片PDC切削齿提供了较大的切削面积，同时可以减少布齿数
量，提高露齿高度，从而提高了排屑能力，减少对岩石的重复破碎
，降低了切削齿的升温。
3、钻头形状特征
PDC钻头对地层比较敏感，其与地层的适应性匹配问题十分重要。
1）钻头冠的剖面形状
2）排屑能力
3）水利设计及喷嘴
PDC 的创新与质量控制
根据钻头使用中所暴露的PDC 性能上的不足及钻进硬地层、夹层等难钻地层的新要求, 几十年来, 人们对PDC 改进的研究从未停止过, 归纳起来有以下的创新成果:
(1)非平面界面的PDC 20 世纪 80 年代初期, PDC 在使用中经常出现金刚石层从硬质合金衬底上脱落( 即分层) 或碎裂的现象, 导致钻头过早失效。1984 年Stratab it 公司推出了齿槽相间的爪型结合界
面的PDC, 金刚石层与硬质合金层相互啮合, 有效降低了因金刚石层与硬质合金层热膨胀系数不同而产生的残余应力, 基本解决了残余应力所引起的分层, 有效地提高了PDC 抗冲击与抗疲劳强度。
通过计算机对PDC 的有限元三维应力计算, 近几年又成功推出一种环爪型界面的PDC, 即金刚石层圆周上有一个宽 1mm 左右、相对于中心区域的金刚石层厚度要厚1～ 3mm 的环形区域, 这不仅进一步改善了金刚石边缘的应力分布、降低了应力值, 同时也增加了其耐磨性与抗冲击性。
现在钻头用PDC 几乎全部采用了非平面界面的结构, 但每个制造商的齿槽形状与尺寸各不相同。
(2)金刚石层倒角的PDC 1995 年由休斯公司提出的金刚石层倒角技术, 现在已经在钻头用PDC 上得到了推广, 倒角大小可根据地层情况的不同进行选择, 一般为0. 2～ 0. 5mm ×45°, 采用这种技术钻进时PDC 的抗破损能力提高 , 在非均质地层(夹层) 钻进时效果尤其显著, 明显提高了钻头的度及总进尺。
(3)金刚石表面抛光的PDC 1995 年由休斯公司推出的又一项创新是抛光钻头用PDC 的金刚石表面, 如同刀具用PDC 抛光其金刚石表面一样, 抛光后的PDC 可明显减少钻进地层时与地层的摩擦, 有利于排屑与减少热损, 提高进尺速度, 这一技术现已被广泛地采用。
(4)多层金刚石层的PDC 一般PDC 的金刚石层是采用相同金刚石粒度组成的单层, 所谓的多层是金刚石层的表层为相对较细粒度的金刚石, 下层即与硬质合金层接触层采用相对较粗粒度的金刚石, 这种PDC 的表层更耐磨, 而下层更耐冲击, 上世纪90 年代这种多层金刚石层的PDC 已成为标准品种。
( 5) 金刚石层表层耐热的 PDC 近年来瑞特(R eed) 公司推出了一种将金刚石表层去钴的PDC, 表层剩余金刚石—金刚石结合的骨架, 这种创新的PDC 2T rex 由于金刚石表层去钴而耐热性提高, 在钻进硬地层时能有效防止热损引起的金刚石碳化, 减少PDC 磨损与磨钝, 实践证明这种T rex 2PDC 钻头在钻进深井硬地层时的进尺速度与总进尺有显著提高。
(6)金刚石层更厚的PDC 早期PDC 的金刚石层厚仅 0. 5mm , 其抗磨损能力弱、度低, 上世纪80 年代后各PDC 制造公司都分别增加了金刚石的体积, 金刚石层从1mm 扩大到2mm , 甚至4mm , 明显地提高了PDC 的耐磨性, 使用其制造的钻头, 对于强磨蚀性地层如致密的泥沙岩、胶质沙岩的钻井特别有
利, 但对于钻进硬地层, 太厚的金刚石层虽然耐磨, 出刃性却不佳、进尺速度慢, 不宜采用。

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深圳市海明润超硬材料股份有限公司,成立于2000年8月,国家高新技术企业。公司主导产品为石油天然气钻探用金刚石复合片、聚晶金刚石和聚晶金刚石喷砂喷嘴。经营场地面积15000多平米。目前深圳公司具有年产各种规格石油天然气钻探用金刚石复合片、聚晶金刚石和聚晶金刚石喷砂喷嘴等超硬材料产品200万件以上的生产能力。2008年在黑龙江建立了哈尔滨海明润超硬材料有限公司全资子公司，占地4万平米。目前已建成年产200万片金刚石复合片生产线。
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