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解析金刚石钻进的孔底碎岩过程

解析金刚石钻进的孔底碎岩过程

发布日期:2014-6-4 13:48:45  信息来源:永广矿山


  1.表镶金刚石凯发k8娱乐手机app下载的孔底碎岩过程
 把凯发k8娱乐手机app下载上的一粒金刚石看作在轴向压力Py和切向力Px作用下沿岩石表面移动的切削具,岩石破碎时切向力Px消耗在克服岩石抵抗破碎的反力Pg和摩擦力T上T=Pyf。
  Px=Pg+T=Pg+Pyf (4-8)
  式中:f--金刚石与岩石的摩擦系数;Py--分配在一粒金刚石上的载荷。
  当金刚石沿同心圆运动时,它向岩石传递一定的能量,岩石吸收能量后产生破碎并形成小的沟槽。在弹脆性岩石中,由于大、小剪切体的产生,沟槽的宽度大大超过了金刚石吃入岩石的深度。在破碎岩石的同时,金刚石逐渐被磨钝。这时磨钝的金刚石在轴载的作用下使岩石产生应变,应变的结果是在岩石中出现一些微小的裂纹,使岩石的致密结构被改变。裂纹的数量及其深度取决于传递给每粒金刚石的轴载大小和凯发k8娱乐手机app下载转速。金刚石被磨钝后,必须在孔底某一点处多次重复补充载荷才可能使岩石产生破碎,即这时的岩石破碎过程具有疲劳破碎的性质。
  2. 孕镶金刚石凯发k8娱乐手机app下载的孔底碎岩过程
  孕镶金刚石凯发k8娱乐手机app下载的孔底碎岩过程不同于表镶凯发k8娱乐手机app下载。因为它用的金刚石颗粒小,且埋藏于胎体之中,孕镶凯发k8娱乐手机app下载必须在钻进规程中保持自磨出刃的性能(称为"自锐"),才能维持钻速恒定而不衰减。
  总体来说,孕镶凯发k8娱乐手机app下载的实际碎岩机理类似于砂轮磨削工件,即以唇面上多而小的硬质点(金刚石)对加工件(孔底岩石)进行刻划、磨削,并随着硬质点的逐渐磨损和消失及粘结胎体的不断磨耗,新的硬质点又裸露出来参加工作。当然,如果唇面金刚石出露较好时,也不排除在磨削的同时存在着孔底的微剪切和微压碎作用。实际上,砂轮在高速磨削工作中,自身也被磨耗,由于它的"自锐"作用而常处于锐利状态。对孕镶金刚石凯发k8娱乐手机app下载而言,如果胎体性能与所钻岩石不适应或没有保证足够的钻压,胎体不能超前磨耗并让丧失破岩能力的金刚石颗粒自行脱落,则无法实现"自锐"。在孔底过程中表现为凯发k8娱乐手机app下载"打滑",钻速迅速下降。
  无论表镶或孕镶凯发k8娱乐手机app下载在孔底的工作过程都是非常复杂的。凯发k8娱乐手机app下载被钻具紧压在孔底岩石表面,钻具的振动和弹性变形加强或减弱了加在孔底的钻压,而往复泵送出的压力流体也是脉动的,更加剧了钻具和凯发k8娱乐手机app下载的振动。因此,学者们认为孔底还存在着微动载的破岩过程。