金剛石鉆頭在很深的孔內(nèi)連續(xù)總做，動(dòng)負(fù)荷大，負(fù)載變化大，冷卻潤(rùn)滑條件差，破碎巖屑重復(fù)被破碎和研磨鉆頭，在這樣的一種工作環(huán)境下，鉆頭的破巖機(jī)制很復(fù)雜。
有一種觀點(diǎn)認(rèn)為鉆頭金剛石是表面破碎、刮擦研磨、磨損、磨削方式來(lái)破碎巖石的，這可以從金剛石尺寸小、切削厚度小、切入深度小、硬質(zhì)點(diǎn)多、高轉(zhuǎn)速時(shí)效高等方面說(shuō)明這一點(diǎn)。
對(duì)表鑲金剛石鉆頭破巖機(jī)理，國(guó)內(nèi)外學(xué)者都做了一定的研究，認(rèn)為是巖石碎裂和加企鵝的一種綜合機(jī)理。當(dāng)金剛石呈光滑球狀，或者柱狀金剛石聚晶呈垂直純棉排列，加上巖石脆性較大，鉆頭在軸壓力盒旋轉(zhuǎn)扭矩聯(lián)合作用下，則以破碎巖石為主，當(dāng)金剛石為多棱角形，或者三角狀等金剛石聚晶以尖角、棱邊對(duì)角旋轉(zhuǎn)切向排列，或者使用金剛石復(fù)合片，加上巖石塑性較大，則鉆頭的隨眼機(jī)理有類似于銑刀或微刀的切削作用。
很閑人，剪切的作用比壓入作用更有效，這也是PDC鉆頭使用效果好的重要原因；對(duì)一半孕鑲金剛石鉆頭，由于金剛石顆粒的隨機(jī)排列，可以以角、棱、平面、弧面等各位置對(duì)著巖石，因此其隨眼機(jī)理更為復(fù)雜。孕鑲鉆頭金剛石材料較細(xì)，出刃較低，與巖石接觸面小，而胎體中金剛石分布相互交錯(cuò)、相互追蹤、相互覆蓋，故鉆頭每轉(zhuǎn)一圈有效可取的巖石金剛石較少，刻取深度也小，為此提高鉆頭轉(zhuǎn)速是必要的，同時(shí)為了冷卻金剛石和減少重復(fù)破碎，加強(qiáng)沖洗，而表鑲聚晶、pDC鉆頭提高鉆頭壓則有利于破巖；天然金剛石鉆頭由于顆粒較粗，采用始終的轉(zhuǎn)速和鉆壓更為有效。
應(yīng)該說(shuō)，在實(shí)際鉆進(jìn)過(guò)程中，鉆進(jìn)條件十分復(fù)雜，空底巖石處于多向應(yīng)力狀態(tài)，巖石又費(fèi)均質(zhì)體，所夾在荷不完全的靜載荷。特別是高轉(zhuǎn)速鉆進(jìn)時(shí)，鉆具震動(dòng)相當(dāng)明顯；加上沖洗液介質(zhì)性質(zhì)對(duì)碎巖的影響等，是的研究鉆頭碎巖的作用規(guī)律比較復(fù)雜，還有待于進(jìn)一步研究。
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