礦用PDC鉆頭的生產工藝過程:
A、礦用PDC鉆頭冠部(工作面)的幾何形狀。礦用PDC鉆頭冠部的幾何形狀影響鉆頭的穩定性、井底清洗、鉆頭各部位載荷分布如圖八。鉆頭工作面形狀一般包括內錐、頂部、側面、肩部及保徑五個基本要素。礦用PDC鉆頭在生產和加工中要注重良好的幾何形狀,按照一定的工藝方式和方法使用和制作,保證能夠在開采礦業中發揮重要的作用和價值。
B、鉆頭種類:胎體鉆頭、鋼體鉆頭。胎體鉆頭的鉆頭體用鑄造碳化鎢粉燒結而成,燒結時在鉆頭工作面上留下窩槽,再將復合片直接焊接在窩槽上。鋼體鉆頭的鉆頭體用整塊合金鋼通過機械加工而成,這種鉆頭將復合片焊接在碳化鎢材料齒柱上制成切削齒,再將切削齒鑲嵌在鉆頭體上,保徑部位也是將金剛石塊或其他耐磨材料鑲嵌在鉆頭體上,為防止沖蝕,可在鉆頭工作面上噴涂一層耐磨材料。
礦用PDC鉆頭的工作原理:
在堅硬巖石(如燧石、硅質白云巖、硅質石灰巖等)中,由于金剛石本身強度的限制,較大粒度金剛石上的鉆壓不足以使巖石內部產生塑性變形。所以一般均采用細顆粒的金剛石制成孕鑲式金剛石鉆頭來鉆進,其特點是要靠金剛石的棱角實現微切削、刻劃等方式來破碎巖石。這時分離出來的巖屑基本上是粒度很細的粉末,鉆頭的工作效率和壽命均很低。在塑性地層(或巖石在應力作用下呈塑性的地層),金剛石吃入地層并在礦用PDC鉆頭扭矩的作用下使前方的巖石內部發生破碎或塑性流動,脫離巖石基體,形成巖屑,這一切削過程相當于“犁地”過程,稱作犁削。巖屑的體積大體等于金剛石吃入巖石的位移體積。
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