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第60卷第2期地质与勘探Vol.60No.2
2024年3月GEOLOGYANDEXPLORATIONMarch，2024
doi:10.12134/j.dzykt.2024.02.017
孕镶金刚石钻头磨损机理研究
杨展，方小红，谭松成，杨凯华
12，32，32
（1.中国地质大学（武汉）机械与电子信息学院，湖北武汉430074；2.中国地质大学（武汉）工程学院，湖北武汉
430074；3.岩土钻掘与防护教育部工程研究中心，湖北武汉430074）
［摘要］孕镶金刚石钻头通过钻头胎体的持续磨损实现金刚石的自锐和高效破岩。因此，研究
金刚石钻头磨损的影响因素及其影响程度和影响机理，对孕镶金刚石钻头的设计和使用非常重要。本
次研究探讨了岩石物理力学性质、钻头胎体性能和钻进工艺参数等因素对孕镶金刚石钻头磨损过程和
磨损机理的影响。分析表明，对钻头磨损最为显著的影响因素是岩石中的硬质颗粒导致的磨粒磨损，
其次是钻头胎体与岩粉之间的粘着磨损，以及冲洗液中岩粉颗粒导致的冲蚀磨损。在此基础上，以不
同硬度的钻头胎体摩擦磨损试验结果为例，探讨了钻头胎体性能及其内部硬质点对钻头磨损的影响机
理。该研究成果可为科学设计与合理使用孕镶金刚石钻头提供依据。
［关键词］孕镶金刚石钻头磨粒磨损粘着磨损冲蚀磨损
［中图分类号］P634.4;TD41［文献标识码］A［文章编号］0495-5331(2024)02-0407-07
YangZhan,FangXiaohong,TanSongcheng,YangKaihua.Analysisofthewearmechanismof
impregnateddiamondbits[J].GeologyandExploration,2024,60(2):0407-0413.
0引言磨损（王殿江，1993；Lietal.，2010；Fabbroetal.，
2021）。随着金刚石克取岩石而不断产生岩粉，并
随着深部找矿工作的不断推进，所钻遇岩层类作为磨粒存在于胎体和岩石表面之间，在钻进过程
型与岩石性质在不同钻孔深度上变化明显，从而对中磨粒对胎体表面产生高应力的碾碎式擦伤，即磨
孕镶金刚石钻头的性能提出更高要求（张德龙等，粒磨损（王佳亮等，2019；Baietal.，2020）。此外，金
2022；谭现锋等，2023；王胜建等，2023）。为研制高刚石钻头在孔底的磨损程度也受其胎体抗冲蚀磨
效长寿命的孕镶金刚石钻头，需要深入研究岩石类损性能的影响。通常情况下，金刚石钻进中的冲洗
型及其物理力学性质对金刚石钻头的磨损机理、探液流量和流速均不大，所携带的岩粉对钻头的冲蚀
讨钻进工艺参数对钻头磨损的影响规律，并分析钻磨损效果有限，但叠加岩粉的磨粒磨损作用和潜在
头性能与钻头胎体磨损机理间的相互关系，以满足的电化学腐蚀作用后，其对钻头胎体的冲蚀和磨损
深部钻探对金刚石钻头的质量要求（刘海声等，效果比较显著（Zhengetal.，2018；王悦等，2023；
2019；Huetal.，2021；高科等，2022）
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