摘要：深孔钻探金刚石钻头具有很多优点，其应用过程中具备非常大的优势，本文在对深孔钻探金刚石钻头技术进行了概述的基础上，探讨了深孔钻进金刚石钻头的设计，并分析了其应用过程中要注意的问题，希望给这方面的研究起到一定的指导作用。

 

 

　　随着我国的发展，能源矿产的需求越来越高，已经成为了一个制约社会发展的因素。因此，确保能源矿产的快速开发时我国当前所面临的一个重要课题。基于此，本文关于深孔钻探金刚石钻头技术的研究具有很强的实践指导作用。

 

　　2、深孔钻探金刚石钻头技术概述

 

　　在以往的深孔钻探中，金刚石钻探的寿命是非常长的，而且工作效率很高，不但可以延长钻头井地工作时间，对于提下钻的次数，也起到了很好的降低效果，加之符合我们取样快速这一目的，这就很好的适应了井深孔钻探的需求，为施工进度和施工质量起到了很好的促进效果。

 

 

　　在深孔岩心钻探的过程中，其复杂性是非常高的，这就要求金刚石钻头要具备更高的性能，具体来说，也就是要求金刚石钻探的寿命更长、效率更高。针对这一要求，我们从钻头的材料以及结构设计出发，进行钻头中水路结构和切削结构的优化，具体又可以分为胎体性能、结构形式、金刚石参数以及水路参数设计的优化。通过这种措施可以提升金刚石切削单元工作的平衡性，避免一些部位被受到先期损坏，这有利于最大程度发挥出钻头的工作性能，最终实现钻头的长寿命以及高效率。

 

　　3.1结构设计

 

　　考虑到深孔钻探本身的特点，我们在钻头结构设计的过程中，从钻速和使用寿命作为出发点，并以确保钻头寿命作为最重要的考虑因素。基于此，在深部钻探金刚石钻头技术中，超高金刚石工作层属于最为关键的一部分。举例来说，我们可以讲工作层有8到10毫米设计为14到22毫米。另外，基于超高金刚石冷却效果的考虑，超高胎体钻头水路设计可以分为单水口高胎体以及双水口高胎体这两种形式。在加高钻头工作层的过程中，钻头保径措施也要进行特殊的设计，使其既要具备保径的效果，还能不会对钻进效率产生影响。所以我们在钻头结构设计的时候要不仅对金刚石结构强度、水路布置以及保径设计等进行充分的考虑，还要考虑超高金刚石层抗疲劳载荷性能、抗冲击性能以及水口结构等。

 

　　3.2超细粉末

 

　　在提升钻头使用寿命的技术中，关于超细粉末的研究是一项重要的内容。具体来说，胎体结合剂在很大程度上决定了金刚石钻头的质量，通过应用其可以对胎体材料性能起到很大的改善作用。此外，在金刚石添加提升其湿润性的元素，除了能够提升金刚石的把持力以外，还可以使烧结温度降低，并提升人造金刚石的热稳定性。当然，在烧结的时候，胎体本身除了具备很好的成型性，还有很好的力学性能。

 

　　3.3金刚石参数及胎体性能设计

 

　　在这方面的工作中，我们要根据地层条件的不同，在使用偏因素试验分析法的基础上，对不同的钻头胎体性能进行设计，并研究胎体耐磨性和硬度、抗冲击韧性及抗弯强度等随胎体成分变化而变化的规律。具体来说，在不影响胎体抗冲击韧性及抗弯强度的基础上，要对胎体的抗冲击韧性及抗弯强度尽最大可能的提升，这一点在超高胎体钻头中尤为明显，它是确保超高胎体钻头具备高效长寿命的前提。一般来说，我们可以通过合理的烧结工艺配合科学的胎体成分来获取比较好的胎体性能，至于钻头的长寿命则还需要配合合理的优质金刚石参数

 

　　3.4钻头制造工艺

 

　　超高胎体钻头再制造的过程中，我们要从合理性以及可行性方面对其进行充分的考虑，当前主要使用的两种方法热压二次镶嵌法以及无压浸渍法。我们在钻头制造工艺的确定过程中，主要考虑的具体因素包括：胎体配方、浸渍进入的工艺研究试验、浸渍时间及浸渍温度、最佳烧结工艺参数、烧结压力、保温时间等。

 

　　总体来说，我们在深钻孔过程中之所以使用金刚石钻头，主要就是因为这个过程中金刚石钻头具备长寿高效的特点，能够降低起钻次数，提升工程资金的利用效率，缩短工程进度，最终促进企业的竞争力。除了以上措施之外，我们还可以以超硬材料作为切入点，借助一些新型材料来提升钻头耐磨性。至于从钻头结构上来看的话，我们则可以对多层水口高胎体金刚石钻头进行开发，这样虽不会直接改变胎体耐磨性方面的性能，但可以延长超高胎体孔底工作时间，这样意味着钻头使用寿命的增加。可以说，要想提高钻头的使用寿命，我们可以从很多方面入手，整体的发展潜力是非常大的。

 

　　4、深孔钻探金刚石钻头在应用过程中要注意的问题

 

　　在深孔钻探金刚石钻头应用的过程中，由于不同的地层中往往具有很大的区别，所以我们要以钻孔结构特点作为指导进行钻探工作。一般在钻进断裂带时，由于地层存在着破碎、坍塌、断层所导致的泥紧缩，这会进而导致深孔钻探金刚石探头的间隙小、流速大以及泵压损耗大等问题，最终使钻头难以顺利下钻。常见的问题有下入及起拔超深套管时出现的下入不到位和起拔易断裂问题。针对这一情况，在钻探的实际过程中，我们会对外径钻头以及扩孔器进行加大来解决。

 

　　此外，我们在钻头钻进的过程中，要对冲洗液的性能进行随时的调整，并在钻进之前和钻进之后多次冲洗孔，确保孔内具有较高的清洁性。

 

　　在操作的时候，我们要仔细称重每回次前后，防治出现脱扣及断钻过程中的判断失误，这会导致事故的复杂化。具体来说，在每回次操作的过程中，我们要对丈量机上的余尺进行确保，这能够在事故出现的时候确保位置的准确性。此外，我们还要对孔内的返水、泵压、异常声响以及电流变化等产生足够的重视，这能够避免烧钻断钻等问题发生的概率。

 

　　考虑到钻进过程中，深孔将具备非常大的磨擦力量，因此此时如果需要钻头离开孔底，则要缓慢的将离合器合上，等到钻速和选定速度比较接近的时候，再以缓慢的速度使钻头接近孔底，并进行正常的钻进操作，这可以在很大程度上避免扭矩瞬间变大所导致的钻杆折断问题。

 

　　主断层钻进的过程中，我们要对钻具进行更新，具体来说，钻具的上部分要使用一些新的钻杆，避免钻杆出现断裂的情况，避免复杂事故的发生。至于钻孔中出现的漏失不反水情况，要在钻杆上进行润滑脂的涂抹，这可以减小钻杆的回转阻力及磨损。

 

　　最后，如果金刚石钻头所钻进的地层比较复杂，而且一旦出现了一些机器事故或者其他事故，要从孔内提出钻具，将其和复杂孔段分离，这对于确保金刚石钻头的应用效率及质量有着重要的意义。

 

 

　　随着深孔钻探金刚石钻头技术的发展，未来其必然会获取更为广泛的应用，本文限于篇幅，很多地方难以进行深入的探讨，因此，还希望我们同行之间能够加强这方面的学习和探索，使这方面技术更快、更好的转化为生产力。