1.金剛石鉆頭的發(fā)展歷史

金剛石鉆頭是不同于牙輪鉆頭的另一類鉆井破巖工具，其使用可以追溯到19世紀(jì)60年代。起初人們以天然金剛石為切削元件制作打炮眼和挖掘隧道的工具，后來出現(xiàn)了用于石油鉆井的鋼體魚尾式天然金剛石全面鉆進(jìn)鉆頭和取心鉆頭。早期的金剛石鉆頭是將天然金剛石冷鑲在低碳鋼上的。由于天然金剛石來源有限，價(jià)格昂貴，加之本身尺寸、性能方面的原因以及當(dāng)時(shí)落后的制造工藝，大大限制了金剛石鉆頭在石油鉆井工業(yè)中的應(yīng)用。隨著粉末冶金技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了采用燒結(jié)碳化鎢作為鉆頭體的胎體式金剛石鉆頭。這種技術(shù)的出現(xiàn)使金剛石鉆頭的制造水平大大提高。胎體式金剛石鉆頭具有耐沖蝕、耐磨損的特點(diǎn)，具有良好的使用性能，其制造工藝也不復(fù)雜，因此一經(jīng)出現(xiàn)就迅速推廣開來。人造聚晶金剛石的研制成功，對(duì)金剛石鉆頭技術(shù)的發(fā)展起了巨大的推動(dòng)作用。人造聚晶金剛石復(fù)合片鉆頭（PDC鉆頭）的出現(xiàn)一度被稱為20世紀(jì)80年代鉆井工業(yè)技術(shù)的一大突破，這種新技術(shù)對(duì)石油鉆井業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生了巨大的影響。現(xiàn)場(chǎng)使用證明，軟到中等硬度地層鉆井用PDC鉆頭具有機(jī)械鉆速高、進(jìn)尺多、壽命長(zhǎng)、工作平穩(wěn)、井下事故少、井身質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)，并能與井下動(dòng)力鉆具配合用于高速鉆井。合理使用金剛石鉆頭可以大大縮短建井周期，降低鉆井成本，提高鉆井經(jīng)濟(jì)效益。

2.金剛石鉆頭的發(fā)展前景

 經(jīng)過近二十多年的發(fā)展，金剛石鉆頭已經(jīng)成為繼牙輪鉆頭之后的又一重要破巖工具。時(shí)至今日，PDC鉆頭在石油鉆頭市場(chǎng)所占的份額越來越大，幾乎每年以30%的速度侵吞牙輪鉆頭市場(chǎng)。隨著新的設(shè)計(jì)理論、設(shè)計(jì)方法和材料等技術(shù)的發(fā)展，PDC鉆頭的適用范圍也在不斷擴(kuò)展，以前被認(rèn)為不適用于PDC鉆頭的地層現(xiàn)在也廣泛使用，比如我國中原油田的文留區(qū)塊的沙二至沙三地層由于地質(zhì)情況復(fù)雜、夾層多，可鉆性差，以前一直被認(rèn)為是PDC鉆頭的禁區(qū)，在這里鉆的井除了取心之外用的都是牙輪鉆頭?？墒菑?000年開始，PDC鉆頭在這個(gè)區(qū)塊的使用量逐漸增多，效果也很好，而2001年底我公司的一只8?1/2BK542-4型PDC鉆頭更在該區(qū)塊的文－133井創(chuàng)下了1600米（東營組）入井，打到3390米（沙三上）完井，純鉆時(shí)間227.31小時(shí)，進(jìn)尺1790米，平均機(jī)械鉆速7.9米的好指標(biāo)。現(xiàn)在，在該區(qū)塊只要條件允許，幾乎用的都是PDC鉆頭。