张 涛,卢灿华,窦 明,刘俊涛,宁军垒

(豫西工业集团中南钻石有限公司，河南 南阳 473264)

高性能石油钻探用金刚石复合片的研制

张 涛,卢灿华,窦 明,刘俊涛,宁军垒

(豫西工业集团中南钻石有限公司，河南 南阳 473264)

采用非平面连接技术、梯度过渡技术和纳米结合剂技术，在六面顶压机上合成出高性能石油钻探用金刚石复合片。经性能测试，磨耗比在34万以上，抗冲击韧性85焦耳；在750℃保温2小时的条件下，具有很好的热稳定性；经显微结构分析，金刚石颗粒排列紧密，形成D-D结合致密的网状结构；制作成钻头后，在延长油田进行了钻井应用试验，取得了较好的钻探效果。

六面顶压机；石油钻探；金刚石复合片；性能测试

石油钻探用金刚石复合片是PDC钻头的切削元件，其性能的优劣对金刚石钻头的钻进效果有着决定性的影响。在烧结过程中，由于金刚石层与硬质合金基体的热膨胀系数、弹性模量相差较大，冷却时容易在两者的结合界面出现较大的残余应力，这会造成复合片的强度降低，导致在工作时金刚石层容易从基体上脱落，造成钻头失效。

近期，中南公司采用非平面连接技术、梯度过渡技术和纳米结合剂技术，突破了该领域的技术瓶颈，在六面顶合成压机上合成出高性能石油钻探用金刚石复合片，制作成钻头后，在延长油田进行了钻井应用试验，取得了较好的钻探效果。

1 条件与过程

1.1 实验设备与方法

本实验使用六面顶压机合成，为了提高硬质合金基体与金刚石层之间结合强度，采用了非平面连接技术，通过增加接触面积和特定的结构形状，提高界面的结合力；……