金剛石鉆頭知識
金剛石鉆頭的選用原則
軟的、中硬和完整均質的硬巖層一般宜用表鑲鉆頭;硬的、堅硬的和破碎的、軟硬不均的、裂隙性和高研磨性巖層宜選用孕鑲鉆頭。
胎體硬度應根據巖層的研磨性、破碎程度、硬度、顆粒度等因素選擇,其中主要因素為巖層研磨性和破碎程度。巖層研磨性強、破碎程度厲害、較軟、顆粒度粗的選用硬胎體。反之,研磨性弱、均質完整、硬度大、顆粒度細的巖層(如“打滑”巖層)選用的胎體應偏軟。如研磨性與硬度發生矛盾時,則服從于研磨性,例如遇研磨性強和硬度大的巖層時,應選用特硬胎體。否則胎體很快被巖層磨損,使鉆頭失去工作能力。
金剛石鉆頭的工作原理
當金剛石沿同心圓運動時,它向巖石傳遞一定的能量,巖石吸收能量后產生破碎并形成小的溝槽。在彈脆性巖石中,由于大、小剪切體的產生,溝槽的寬度大大超過了金剛石吃入巖石的深度。在破碎巖石的同時,金剛石逐漸被磨鈍。這時磨鈍的金剛石在軸載的作用下使巖石產生應變,應變的結果是在巖石中出現一些微小的裂紋,使巖石的致密結構被改變。裂紋的數量及其深度取決于傳遞給每粒金剛石的軸載大小和鉆頭轉速。金剛石被磨鈍后,必須在孔底某一點處多次重復補充載荷才可能使巖石產生破碎,即這時的巖石破碎過程具有疲勞破壞的性質。
莫氏硬度等級劃分
金剛石是世上最硬的礦物,礦物的硬度級別常用的是莫氏硬度,由十種代表性礦物組成,按其軟硬程度排列十級:
①滑石②石膏③方解石④螢石⑤磷灰石⑥正長石⑦石英⑧黃玉⑨剛玉⑩金剛石。