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鉆探工程和超硬材料共同發(fā)展
我國金剛石行業(yè)的早期發(fā)展就是得益于鉆探工程的需求拉動而發(fā)展的。當(dāng)年的冶金部就是為了提高地質(zhì)找礦效率,開展人造金剛石鉆探研究。以原北京地質(zhì)研究所(后搬遷桂林,現(xiàn)稱中國有色桂林礦產(chǎn)地質(zhì)研究院)開創(chuàng)性的開展了研究。后在冶金部統(tǒng)籌下,在1974~1975年應(yīng)運而生了燕郊金剛石廠等一批金剛石生產(chǎn)企業(yè),并在系統(tǒng)內(nèi)推廣金剛石和鉆頭生產(chǎn)。許多金剛石生產(chǎn)廠家也是緣于鉆探工程;許多金剛石行業(yè)專家也出于鉆探工程行業(yè)。當(dāng)年也是為解決鉆探難題而投入研發(fā)新型超硬材料。因此超硬材料與鉆探工程兩個行業(yè)有著密切的聯(lián)系,互相促進,互相幫助,共同發(fā)展。許多地質(zhì)和石油鉆頭廠家,因為得不到其他金剛石的需求,也自行研發(fā)生產(chǎn)鉆探用超硬材料的原因。
不同巖石的硬度及可鉆性級別也不同,對鉆探用金剛石鉆頭的金剛石強度、粒度、濃度及胎體的硬度要求都不同,但對金剛石的強度都是要求越高越好。這也就是過去金剛石行業(yè)常把靜壓強度在13kgf(1kgf=10N,下同)以上的金剛石稱為高i強金剛石原因。
人造金剛石聚晶是一種把金剛石與結(jié)合劑在高溫、超高壓下燒結(jié)而成的金剛石聚合物,現(xiàn)在它已具有極高的耐熱性和很高的熱穩(wěn)定性。從一開始就是為了替代粗顆粒人造金剛石單晶用于鉆探工程的而發(fā)明的?,F(xiàn)在已普遍應(yīng)用于鉆頭、擴孔器等鉆探工具中。
金剛石復(fù)合片是一種金剛石和硬質(zhì)合金基體組成的復(fù)合材料,具有強度高、耐磨性好的特點。普遍用于石油鉆井、地質(zhì)勘探、煤田鉆采鉆頭等鉆探工程行業(yè)。現(xiàn)在還普遍應(yīng)用于鉆采業(yè)。
近年來許多金剛石廠家一直瞄準解決鉆探工程中的難題,反復(fù)試驗研發(fā)適用于鉆探用超硬材料。隨著金剛石生產(chǎn)技術(shù)成熟、產(chǎn)品質(zhì)量提高和產(chǎn)品成本降低,使鉆探可用的超硬材料的品種范圍越來越寬,也推進各種鉆探工程技術(shù)水平的不斷提高,使我國鉆探工程取得了許多光輝的業(yè)績,我國鉆探技術(shù)達到世界先進水平。