孕镶金刚石钻头的局部体积破碎研究

针对孕镶金刚石钻头在坚硬岩石中的低钻速、高能耗问题，提出以体积破碎的碎岩方式来提高钻进效率的方法。为了进一步探究孕镶金刚石钻头的体积破碎形式，首先设计了单颗金刚石压入岩石全过程的室内实验。通过分析试验数据发现，金刚石压入岩石发生首次局部体积破碎即为金刚石钻头的体积破碎类型。然后，建立了金刚石压入岩石发生首次体积破碎时钻头的钻压和钻速计算模型，并通过对比理论值和实际值，进一步验证了单颗金刚石压入岩石试验结果以及计算模型的正确性。最后，通过分析计算结果，提出了在小粒径金刚石钻头中添加大颗粒金刚石来实现部分体积破碎的方法，并推导出钻头中应添加大颗粒金刚石的制品浓度，确定了大小粒径金刚石的添加量，并对