1、油井鉆頭數控加工PDC鉆頭介紹粘井鉆頭是石油鉆井作業中的種常見工具.常用來破碎巖石層形成井眼。闔內常見的鉆井鉆頭從結構和工作原理來看主題冇刮門鉆頭、牙輪鉆頭、金剛石鉆頭、FDC鉆頭等刮牙鉆頭是最早采用的種鉆頭，這種鉆頭外形簡單，易于加工*成本低。其空荽適用丁泥質膠結的砂巖巻地屈可以収衍很髙的機械鉆速和鉆頭進尺“但此種鉆頭容易磨損成錐形，匚作中產生的扭轉程動對設備的破林也比較嚴重，現在主要在修井作業中使用，如圖H1<3).牙輪鉆頭是目前石油鉆井中便用非常廣泛的一種鉆頭.從】909年第一只牙輪鉆頭問世后，牙輪鉆頭便全球鉆井行業中流行開來，曾長時何占抵站井祐頭主導地位.目前三牙輪鉆頭仍是石油鉆

2、井行業普遍使用的粘頭.如圖1-1(b).(a)(b)圖1-1刮牙帖頭及牙輪鉆頭牙輪鉆頭在工作時礙旻的壓力適過牙齒作用于巖石上，由于牙齒接柚面枳小,從而在相同的工作£E力下龍對巖層產生更大的工作壓強，魅碎效巣較好：同時由于粘頭在工作中存在公轉及合傳.因此:件扭矩較小.工作刃總氏度人零特點"但由于鉆頭在工作時承受較大裁荷，丙此対牙輪的軸承和密封件提岀較髙的要求,同時使得粘頭的使用壽命不高.金剛石鉆頭以金剛石為切削刃，在鉆井過程中鉆頭上的多個金剛石刀刃同時作用于巖石上.由于金剛石為自然界中已知的碩度最離的物體，故該鉆頭主要適用于極硬及研磨性較大的巖石層。但改鉆頭的缺點也泉顯而易見

3、的一價格高昂,如圖1-2(a).PDC鉆頭(PolycrystallineDiamondCompactbit)是聚晶金剛石復合片鉆頭的簡稱，是用聚晶金剛石(PDC片)代替天然金剛石剪切劈碎巖層的一種新興鉆井工具，亦稱聚晶金剛石切削塊鉆頭或復合片齒鉆頭1973年美國GE研制出第一個PDC鉆頭。PDC鉆頭因苴PDC復合片近似金剛石的特性而具有鉆速快、痔命長、進尺高等優勢，在石油鉆井中得到了廣泛的應用，如圖卜2(b)圖1-2金剛石鉆頭及PDC鉆頭1.1PDC鉆頭介紹PDC鉆頭主要由鉆頭體、切削齒、噴嘴、保徑面和接頭等組成，如圖卜2(b)所示，是石油鉆井行業常用的一種鉆井工具。英主要型面位于鉆頭頭部，

4、主要結構包括刀翼、丼卅槽、流道、PDC齒等，如圖卜3PDC齒PDC齒涼道圖卜3PDC鉆頭結構鉆頭分類PDC鉆頭是通過一定的手段將聚晶金剛石復合片與鉆頭本體按設計的位置及角度組成一個轉體，在鉆井過程中利用聚晶金剛石復合片切削（剪切）巖石原理來工作.按照鉆頭本體的材料、齒形及加工方式的不同可將PDC鉆頭分為胎體式PDC鉆頭及鋼體式PDC鉆頭。1、胎體式PDC鉆頭胎體式PDC鉆頭是將金剛石復合片通過釬焊方式焊接在鉆頭胎體上的-種切削型鉆頭。胎體PDC鉆頭的鉆頭休址采用鑄造碳化鉤粉和沒潰料經無壓浸漬燒結而成的"用人造聚晶金剛右復合片釬焊在碳化鈣胎體上，用天然金剛石保徑。特點：加工工藝簡單，鉆

5、頭體強度相對較井，用于對金剛石復合片進行冷卻沖洗的流道面枳相對較小，不利于防止鉆頭泥包。由于胎體由碳化鉤及黏合劑組成,故耐沖蝕效果好。2、鋼體式PDC鉆頭鋼體式PDC鉆頭支掙殳合片的鉆頭本體用金屬材料經機械加工而成，經過熱處理后在鉆頭體上鉆孔，將人造聚晶金剛石復合片壓入（緊配合）估頭體內，再在金屬表面敷焊耐沖蝕的碩質合金材料，用柱狀碳化鴿保徑。特點：山于鋼體式PDC鉆頭的鉆頭體為整體金屬通過機械加工而成，故鉆頭強度及韌性較好，流道面枳大，有利于防止鉆頭泥包。佢由于本體為普通金屬，其耐沖蝕效果相對較差。同時成本較胎體式PDC鉆頭低20%左右。鉆頭發展狀況PDC鉆頭的發展趨勢主要有三個方面的內容：一是在PDC鉆頭的理論設計方面通過計算機輔助設計、有限元分析、破巖機理的研究、水力學研究以及鉆頭鉆井過程中的動力學研究等不斷改進完髀乃至研發新的PDC鉆頭.二是在PDC切削齒的研發方面。隨著材料學的不斷發展以及加工工藝的不斷進步，可以通過提SJPDC復合片的自身性能、改變PDC復合片的結構以及改進PDC復合片的外形來提高PDC鉆頭的切削性能和使用與命。三是PDC鉆頭的機械制造工藝的改進。隨著數控技術的不斷發展，數控機床的也逐漸普及開來，為PDC鉆頭的機械加工數控化打下了良好的基礎。由于新技術的出現以及結構的變化改變了過去PDC鉆頭只能用于軟頁巖地層的缺點，口