金刚石钻头的切削机理和特点

1、金刚石钻头的切削机理

金刚石钻头是由人造金刚石聚晶层和硬质合金衬底在高温高压条件下一次合成的产品，其切削岩层机理如下：

金刚石钻头的破岩作用是由金刚石颗粒完成的。在坚硬地层中，金刚石在钻压作用下使岩石处于极高的应力状态下，使岩石发生岩性转变，由脆性变为塑性。金刚石吃入岩层，在扭矩作用下切削破岩，切削深度基本上等于金刚石颗粒的吃入深度。这一过程如同“犁地”故称为金刚石钻头的犁式切削作用。

在一些脆性较大的岩石里（如砂岩、石灰岩等），钻头上的金刚石颗粒在钻压扭矩的同时作用下，破碎岩石的体积远大于金刚石颗粒的吃入与旋转体积。当压力不大时,只能沿金刚石的运动方向形成小沟槽，加大压力则会使小沟槽深部与两侧的岩石破碎，超过金刚石颗粒的断面尺寸。

金刚石钻头的破岩效果，除与岩性以及影响岩性的外界因素（如压力、温度等）有关外，钻压大小是重要的影响因素。它和牙轮钻头一样，破岩时都具有表层破碎、疲劳破碎、体积破碎三种方式。只有当金刚石颗粒具有足够的比压吃入地层岩石，使岩石发生体积破碎时，才能取得理想的破岩效果。

2、金刚石钻头特点

金刚石钻头既具有耐磨性高的特点,又有硬质合金钻头抗冲击韧性强之优点,是传统硬质合金钻头的替代品，广泛应用于煤矿井下瓦斯抽放钻孔的硬岩层钻进。钻头具有以下特点：

（1）切削齿采用超硬材料金刚石复合片，耐磨性高、抗冲击韧性强。

（2）可在坚硬岩层中钻进，钻进效率高，钻头保径强。

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