PDC鉆頭的發(fā)展前景

         PDC（復(fù)合片）鉆頭是現(xiàn)在礦山開采、鉆井必不可少的設(shè)備之一，產(chǎn)品的需求，也注定這一生產(chǎn)行業(yè)的快速發(fā)展，其中，PDC鉆頭的設(shè)計(jì)理論發(fā)展很重要，好的設(shè)計(jì)才能制造出好的設(shè)備來，我國(guó)鉆頭設(shè)備就隨著時(shí)代在不斷發(fā)展。

　　常規(guī)PDC（復(fù)合片）鉆頭是根據(jù)鉆頭受力平衡原則設(shè)計(jì)，假設(shè)在鉆進(jìn)過程中切削齒受力不變，作用在鉆頭切削齒上的所有力都可以分解為一軸和一徑向力，并認(rèn)為徑向力是鉆頭不平衡力。在設(shè)計(jì)中，要求所有切削齒的徑向合力趨于零。

　　金剛石復(fù)合片鉆頭設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容是布置切屑齒。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想是等切削原理或等磨損原理。當(dāng)鉆頭報(bào)廢時(shí)各切削齒均有比較均衡的磨損狀態(tài)。這和機(jī)械上的“等強(qiáng)度設(shè)計(jì)”是同意概念。同時(shí)配合以合理的布齒及水力設(shè)計(jì)，則可基本實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制平衡。

　　改善鉆頭穩(wěn)定性的另一種方法是在鉆頭表面布置一些能在井底切削出穩(wěn)定環(huán)的切削齒，阻止鉆頭的水平位移。鉆頭的頭型設(shè)計(jì)和切削齒的切削角度對(duì)鉆頭的渦動(dòng)有一定的影響，選擇適宜的頭型和合理的切削角度有助于改善鉆頭的穩(wěn)定性，提高使用壽命。

　　目前PDC鉆頭的設(shè)計(jì)理論主要包括破巖機(jī)理研究、切削力學(xué)研究、鉆進(jìn)過程中的震動(dòng)和渦動(dòng)現(xiàn)象動(dòng)力學(xué)研究、水力學(xué)研究以及有限元強(qiáng)度分析和工作性能預(yù)測(cè)研究。在這些新理論的指導(dǎo)下出現(xiàn)了許多新型的PDC鉆頭。如一種稱之為第四代產(chǎn)品的防渦動(dòng)PDC鉆頭，在設(shè)計(jì)中采用了一些非常規(guī)的設(shè)計(jì)方法。