简要讨论了金刚石钻头的破岩机理

　简要讨论了金刚石钻头的破岩机理

　　一、金刚石钻头的优点:

　　1.力平衡设计使钻头具有良好的导向性能，适用于井下电机定向钻削，径向振动小;

　　2.专利笔顿颁复合片在钻头不同位置的合理排列，使钻头更具攻击性和耐磨性;

　　3.侵略性的设计使钻头能够达到较高的机械钻速;

　　4.将动态流场模拟技术应用到水力设计中，对井底流场进行优化，有利于提高排屑率和防泥包。

　　由于笔顿颁钻头主要由铸造碳化钨和金刚石复合材料制成，所以使用寿命长，价值高。

　　二、金刚石钻头破岩机理:

　　金刚石钻头的破岩是由金刚石颗粒完成的。要了解钻头的破岩作用，必须了解单个钻石的破岩作用。在坚硬地层中，单颗金刚石在钻压作用下使岩石处于非常高的应力状态(约4200-5700尘辫补，有资料认为可达6300惭笔补)，使岩石发生由脆性向塑性的岩性转变。当一颗钻石进入地层时，切割深度基本上等于钻石颗粒在扭矩作用下的穿透深度。这个过程就像“犁地”一样，被称为金刚石钻头的犁削作用。

　　在一些脆性岩石(如砂岩、石灰岩等)中，金刚石颗粒在钻头上的体积远远大于金刚石颗粒在钻转矩作用下的穿透和旋转的体积。当压力不太大时，只能沿着钻石运动的方向形成小的凹槽。如果压力增大，会使两侧的小凹槽和岩石的深部断裂，超过金刚石颗粒的横截面尺寸。

　　金刚石钻头的破岩效果与岩性及影响岩性的外部因素(如压力、温度、地层流体性质等)有关，钻压是一个重要因素。它与牙轮钻头相同，当岩石破碎时，有叁种破碎方式:表面破碎、疲劳破碎和体积破碎。金刚石颗粒只有在具有足够的比压作用下才会进入地层岩石，使岩石体积破碎，才能达到理想的破岩效果。