用金剛石作磨料製成的鑽頭，以回轉方式破碎孔底巖石，用巖心管取巖（礦）心的一種鑽探方法。金剛石鑽探技術始於1862年，當時用手鑲法將大顆粒金剛石鑲嵌在鑽頭上，首先用於掘進隧道，以後才逐漸以環狀鑽頭帶單層巖心管用於煤、鐵、石油和天然氣等礦產取心鑽探。20世紀30年代以來，金剛石鑽探逐漸成為鑽探工程的主要方法之一。其主要優點是鑽速快、巖（礦）心採取率高、巖（礦）心品質好，鑽頭壽命長、成本低，尤其在硬巖層和深孔鑽探時優點更為突出。金剛石鑽探技術的4個要素是：①金剛剛石磨料；②鉆頭制造工藝和品種；③鉆探工藝；④地面設備及鉆具。
金剛石磨料 自1862年起用金剛石制作鉆頭以來，經歷瞭黑色金剛石、天然金剛石和人造金剛石鉆頭的3個發展階段。
黑色金剛石產於巴西，是一種硬度最高而堅韌的天然黑色金剛石，價格昂貴，早期用於手鑲金剛石鉆頭，現仍部分用於油井鉆頭的內錐面部位。
天然金剛石屬於非寶石級的完整晶體或團塊狀金剛石顆粒，多產於非洲、印度、蘇聯和澳大利亞等地。經挑選和表面處理後按粒度大小分別用於地質鉆探、石油天然氣鉆探制作表鑲或孕鑲鉆頭。天然金剛石按品質分級，如紮伊爾、美國等分為“AAA”、“AA”、“A”、“C”和“等外”5個等級。中國地質礦產部分為“特級（TT）”、“優質級（TY）”、“標準級（TB）”、“低級（TD）”和“等外級（TX、TS）”5級。“等外級”為細小晶粒或碎粒，用做孕鑲鉆頭。
人造金剛石在高溫、高壓條件下研制而成。美國通用電氣公司於1955年首先制成人造金剛石並逐漸用於制造孕鑲鉆頭。以後在世界范圍內不斷研究出鉆探用多種類型的人造金剛石，如高強度、熱穩定性良好（耐1200℃）的單晶，大顆粒（50粒／克拉mm級）單晶，用人造金剛石微粉經二次燒結合成的聚晶和鑲嵌體（含骨架金屬），以及有硬質合金為襯片的復合片等。目前，人造金剛石鉆頭已大量取代瞭天然金剛石鉆頭。
鉆頭制造工藝和品種 金剛石鉆頭（圖1）制造除早期手鑲法外，有粉末冶金法的冷壓浸漬法、熱壓法、敲振浸漬法、低溫電鍍法；制造復合片鉆頭兼用粉末冶金法和釬焊法。
鉆頭品種除最常用的表鑲和孕鑲鉆頭外，聚晶鉆頭和復合片鉆頭正處於發展階段。為滿足不同巖層取巖心的要求還要設計成與不同結構取心管匹配的單管鉆頭、雙管鉆頭、繩索取心鉆頭及不取心鉆頭、套管鉆頭、擴孔鉆頭、導斜用錐形鉆頭等（圖2）。
使用中要根據所鉆巖層特性，選用不同唇面形狀，如平底形、圓底形、階梯形、尖齒形、鋸齒形、雙錐形和底噴式等。
鉆探工藝 主要包括選用合適的巖心管和鉆頭類型，合理采用鉆頭壓力、轉速、沖洗液泵量等，以獲取最佳的鉆探效果。
①巖心管選擇。為提高巖（礦）心采取率和品質，以供觀察、試驗研究與化驗分析，一般多用單動雙層巖心管；煤層或其他松軟巖礦層宜選用帶半合管的雙層或三層巖心管。硬脆碎巖礦層常選用孔底反循環鉆具來提高巖礦心采取率。
②鉆頭選擇。一般完整的、研磨性不高的中硬至硬巖層選用表鑲鉆頭；硬至堅硬或裂隙性巖層選用孕鑲鉆頭；軟的和中硬巖層可用復合片鉆頭；各型聚晶體和鑲嵌體鉆頭已逐漸發展用於中硬至部分硬巖層鉆進。
③壓力、轉速、沖洗液選擇。表鑲鉆頭壓力根據唇面工作的每粒金剛石與巖石接觸應力大於巖石之極限抗壓強度δR，同時又不超過金剛石之強度δP。孕鑲鉆頭壓力一般根據鉆頭唇面與巖層接觸的單位面積計算。原則要保持有良好自銳和恒鉆速特點，選擇范圍在4.9～9.8×106帕，表鑲鉆頭一般線速度為1～3.5米／秒，孕鑲鉆頭為1.5～4.0米／秒，鉆探時多用乳化液（清水加乳化劑）或低固相泥漿作循環沖洗液。一般按鉆頭直徑計算每1厘米鉆頭直徑的泵量取5～8升／分。
地面設備及鉆具 金剛石鉆探要求鉆機具有轉速高、變速檔次多、扭矩較大和給進平穩等特性，以適應不同巖層和鉆頭線速的需要。配用的泥漿泵要求排量穩定、泵量可調整，以適應不同孔徑的需求。鉆孔內的鉆具（鉆桿、接頭、巖心管、套管等）要求有高精度加工和高強度連接性能，以保證鉆具在高速回轉時的動平衡穩定性，提高鉆速保證孔內安全。
發展前景 隨著金剛石鉆探磨料、鉆頭制造和鉆探工藝的不斷改進和完善，特別是高強度、熱穩定性良好的大顆粒單晶人造金剛石和各種聚晶、鑲嵌體的不斷研制與開發，金剛石鉆探將不斷擴大其應用領域。（見彩圖）
不同唇面形狀的人造金剛石鉆頭
參考書目
J.D.Cumming，Diamond Drill Handbook，Hunter Rose Company，Toronto，1980.