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金刚石钻头寿命影响因素

金刚石钻头的寿命一般是指钻头从开始工作到不能钻进为止的总进尺量。在钻进过程中,钻头可能会遇到正常工作磨损和非正常磨损两种情况,非正常磨损影响钻头的寿命。由于孕镶金刚石钻头的设计制造和使用是一项十分复杂的系统工程,钻头的寿命与金刚石参数、胎体成分性能,钻进工艺和所钻岩石的性质等因素之间存在复杂的关系,只有各个环节相互配合,才能充分挖掘出钻头的潜力,提高钻头寿命和效率。

1.所钻岩石的性质
在钻进破碎岩石的过程中,金刚石钻头本身也受到岩石的磨损而逐渐变钝,直到损坏。但是钻进中的磨损并不一定都是坏事,在孕镶金刚石钻进中,必要的磨粒磨损是非常重要的,可以及时的帮助金刚石钻头自锐出刃,使得钻头能够正常工作,提高碎岩效率,增加钻头寿命。
所钻岩石磨损金刚石钻头的能力称为研磨性。影响岩石研磨性的的因素主要有岩石颗粒的硬度及研磨性、颗粒的形状、尺寸、孔隙度、岩石的矿物类型和种类、岩石的粘结强度、岩石介质等。岩石的研磨性决定了碎岩工具的效率及寿命,并且对于钻掘工艺的参数选择、钻头设计使用等都具有重大的影响。
2.金刚石钻头的性能
钻头的寿命不仅仅是受到所作用的岩石的影响,更重要的是在于钻头自身性质、结构等性能参数,因为岩石的性质和成分是不可控制的因素,而钻头本身的质量可以经过合理的设计、先进的制造工艺而得到提高。对于金刚石钻头本身来说,其寿命影响因素中,钻头的耐磨性起着决定性作用(在某些条件下,胎体的耐磨性与胎体的硬度及抗冲蚀性是一致的,例如在胎体配方相同的情况下,硬度越高的胎体的耐磨性与抗冲蚀性也就越高),钻头的耐磨性包括唇面金刚石的耐磨性和胎体材料磨损两个方面。在孕镶金刚石钻头中,这两个方面要相互配合才可以取得良好的效果,也就是金刚石的磨损要比胎体的磨损稍慢,这样可以保证在钻进过程中金刚石的不断出刃,保持钻头的高效率,提高钻进施工的效率。反之,会造成钻头不出刃而失效。
 
3.钻进工艺参数
钻头最终是要应用到钻进施工过程中,钻进的工艺参数例如钻压、转速、泵量等对钻头的寿命也有很大的影响,三者并不是独立作用的,而是要相互配合才可以取得良好的钻进效果,例如如果钻压过高,岩屑量增加,而金刚石完全吃入岩层,孔底冷却和排粉条件恶化,钻头磨损就会加剧,导致钻头寿命下降,此时可以提高泵量,来加快排粉和孔底冷却来保护钻头。在生产过程中,我们需要选用合理的参数来提高效率。在钻进过程中,钻头在孔中一直做着无规则的运动,比如上下跳动,左右摆动,还有在孔底的涡动等复杂运动,由于金刚石属于脆性材料,抗冲击力的性能低,在钻孔无规则的振动中,金刚石钻头很容易遭受冲击破坏,也会大大的影响钻头寿命。
 
4.钻探施工管理
金刚石钻头制造成功之后,最终要在钻进生产现场使用,在选择合理的钻进参数之后。必须在了解地层情况下,选择与地层相适应的钻头,如果钻头与地层不适应,就会出现不进尺,钻进效率低下,或者是钻头磨损过快,这些都会影响钻探施工的质量,其次在钻进过程中操作的规范程度也会影响到钻头寿命。

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