打泥岩防钻头泥包PDC钻头金刚石复合片PDC复合片

１ ＰＤＣ 破岩机理
ＰＤＣ 钻头主要依靠冠部来进行岩石切削，不同于牙轮钻头的压入地层，依靠牙齿纵向压裂力破坏岩石的抗压强度的破岩机理。ＰＤＣ 钻头主要是以金刚石颗粒沿着剪切面进行切削，图１ 为切屑过程示意［３－４］。破岩时主要克服岩石的抗剪强度，而克服岩石的抗剪强度比克服岩石的抗压强度的破岩方式要易于进行。
在塑脆性岩石中，在 Ｗ 和Ｔ 的同时作用下，垂直压力在比岩石硬度小得多的条件下，切屑刃就可以沿θ角切入岩石，使其产生体积破碎。岩石破碎分为３个过程：刃前岩石沿剪切面破碎后，Ｔ 力减小，切削刃向前推进，碰撞刃前岩石；其次在扭力Ｔ 作用下压碎前方的岩石，使其产生小剪切破碎，扭力Ｔ 增大；后刀翼或切削齿继续压挤前方的岩石（部分被压成粉状），当扭力 Ｔ 增大到极限值时，岩石沿剪切面破碎，然后扭力突然变小。碰撞、压碎及小剪切、大剪切这３个过程反复进行，形成破碎塑脆性岩石的全过程。
根据 ＰＤＣ 钻头的破岩机理可以看出：在 Ｗ 钻压较小，在旋转力为定量的情况下，钻头旋转的速度与切削效率成正比关系，复合钻进中螺杆钻具加上转盘驱动的复合钻井技术能增加切削岩石的速度， 达到提高钻进速度的目的。
ＰＤＣ 钻头目前还是存在一定的局限性。适合在软至中硬地层中使用，对于地层中存在的夹层与类似玄武岩和辉绿岩等硬度较大的地层不适合使用，会加大钻头金刚石颗粒的快速崩落、损坏。
金刚石颗粒单次切削破岩后，在切削表面岩石周围具有残余应力，形成了岩石破碎带，岩石产生裂纹从而受到了损伤。下次切削破岩时岩石的抗剪强度大幅降低，增加了钻头的使用寿命。
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