PDC钻头的结构及破岩机理

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2019/06/27

PDC钻头是用聚晶金刚石做成切削块,再将一定数量的切削块镶装(或烧结)到钻头体上。
切削块是由人造聚晶金刚石薄层(约0.6-2.5mm)及碳化钨底层烧结成整体,呈扁圆柱状,称聚晶金刚石复合片(简称复合片)。将复合片和圆柱状的体部焊接在一起成为切削元件。
PDC钻头的结构按材料及制造工艺不同分为钢体及胎体两大系列。
抛物线型:有较大的钻头表面,可镶装较多的切削块,以提高钻头的耐磨性和进尺。其外形可使侧向推力集中指向中心,减少井眼方  向偏离,有利于克服井斜。
双锥型:有内锥及外锥,可保持钻头稳定,外锥面较长,可镶较多的切削块,钻硬夹层或硬地层时,顶部切削块承受冲击易损坏。
短锥形:有利于钻穿硬夹层,钻头表面面积较小,故水力比较集中,清洗较好。
PDC钻头的破岩机理
PDC钻头切削块是以刮挤剪切方式来破碎岩石的,能自锐的切削块在钻压的作用下切入地层后,再在扭矩的作用下,向前移动剪切岩石。充分利用岩石抗剪强度较低的特点。PDC钻头破岩时不存在类似牙轮钻头齿破岩时因压差所引起的“压持作用”而造成重复切削。

 

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