金刚石钻头知识
金刚石钻头的选用原则
软的、中硬和完整均质的硬岩层一般宜用表镶钻头;硬的、坚硬的和破碎的、软硬不均的、裂隙性和高研磨性岩层宜选用孕镶钻头。
胎体硬度应根据岩层的研磨性、破碎程度、硬度、颗粒度等因素选择,其中主要因素为岩层研磨性和破碎程度。岩层研磨性强、破碎程度厉害、较软、颗粒度粗的选用硬胎体。反之,研磨性弱、均质完整、硬度大、颗粒度细的岩层(如“打滑”岩层)选用的胎体应偏软。如研磨性与硬度发生矛盾时,则服从于研磨性,例如遇研磨性强和硬度大的岩层时,应选用特硬胎体。否则胎体很快被岩层磨损,使钻头失去工作能力。
金刚石钻头的工作原理
当金刚石沿同心圆运动时,它向岩石传递一定的能量,岩石吸收能量后产生破碎并形成小的沟槽。在弹脆性岩石中,由于大、小剪切体的产生,沟槽的宽度大大超过了金刚石吃入岩石的深度。在破碎岩石的同时,金刚石逐渐被磨钝。这时磨钝的金刚石在轴载的作用下使岩石产生应变,应变的结果是在岩石中出现一些微小的裂纹,使岩石的致密结构被改变。裂纹的数量及其深度取决于传递给每粒金刚石的轴载大小和钻头转速。金刚石被磨钝后,必须在孔底某一点处多次重复补充载荷才可能使岩石产生破碎,即这时的岩石破碎过程具有疲劳破坏的性质。
莫氏硬度等级划分
金刚石是世上最硬的矿物,矿物的硬度级别常用的是莫氏硬度,由十种代表性矿物组成,按其软硬程度排列十级:
①滑石②石膏③方解石④萤石⑤磷灰石⑥正长石⑦石英⑧黄玉⑨刚玉⑩金刚石。