PDC金剛石復(fù)合片鉆頭井底碎巖過程的介紹

2022-05-28 16:50:00

盡管在pdc金剛石復(fù)合片鉆頭的唇面上,，瞬時出刃的金巖剛石數(shù)目是隨機(jī)的,，但其對井底覆蓋的系數(shù)則是金剛石濃度的函數(shù)。隨著濃度加大,，其覆蓋系數(shù)增加,。覆蓋系數(shù)對巖石體積破碎的發(fā)育和pdc金剛石復(fù)合片鉆頭層沿高度的磨損率，產(chǎn)生直接的影響,。在一般情況下,， pdc金剛石復(fù)合片鉆頭的井底覆蓋系數(shù)大于表鑲鉆頭，其所鉆得的巖心和井底是比較光滑的,。這表明它在沿同一條軌跡有多次重復(fù)剪切,，且限制了巖石體積破碎時的破碎槽沿邊緣崩落的現(xiàn)象。金剛石濃度越大(即井底覆蓋系數(shù)越大),，加工(鉆進(jìn))出來的巖心越光滑,，井底越平整,，這就增大了破碎巖石的單位體積功,。對高研磨性巖石來說，為了保證沿唇面高度的耐磨性,，井底覆蓋系數(shù)大是必要的,。

直接觀察pdc金剛石復(fù)合片鉆頭的破巖機(jī)理是困難的，因?yàn)樵诟叩木€速度下產(chǎn)生的重復(fù)破碎,，掩蓋了一些實(shí)質(zhì)性的現(xiàn)象,。為此，應(yīng)從單粒金剛石碎巖機(jī)理為出發(fā)點(diǎn),，結(jié)合pdc金剛石復(fù)合片鉆頭為數(shù)眾多的金剛石切削刃的特點(diǎn)來進(jìn)行分析,。盡管單粒金剛石與pdc金剛石復(fù)合片鉆頭破巖的規(guī)律有差異，但基本相似點(diǎn)仍是主要的,，如相同的破巖材質(zhì)在兩向力同時作用下的破巖方式等都是一致的,。

在兩向力作用下，巖石遠(yuǎn)較單純靜壓入時易破碎,。因?yàn)閹r石局部靜壓人實(shí)際上是相當(dāng)于在三維應(yīng)力條件下產(chǎn)生剪切破碎;而實(shí)際鉆進(jìn)時是在水平與垂直載荷作用下,，金剛石沿井底滑移，并在其滑移軌跡的后面產(chǎn)生張應(yīng)力場,，待卸載時形成張應(yīng)力破碎,。這個結(jié)論已由前文指出。表2-3列出了用單粒金剛石(粒度為2.5mm,載荷為100~ 150N/粒)對三種巖樣進(jìn)行靜壓和兩向力回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)鉆進(jìn)時破碎穴的深度,。