鉆頭燒結(jié)成形后,鋼體,胎體,金剛石壓力不同固化為一體,由于唇面上金剛石所受壓務(wù)不同,直接影響鉆頭的磨損狀況,在承受壓力大的部位,金剛石在周期性震動(dòng)和壓彎應(yīng)力作用下極易發(fā)生碎裂和折斷,鉆頭胎體也易超前磨損,所以實(shí)鉆作業(yè)中鉆頭經(jīng)常發(fā)生靠?jī)?nèi)徑的唇面磨損較大,呈內(nèi)錐形。微燒鉆頭底唇拉槽位置也靠?jī)?nèi)徑。據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)的22只鉆頭中,靠?jī)?nèi)徑底唇拉槽的有13只,占總數(shù)的59%。上述的拉槽或偏磨是與鉆進(jìn)過程相關(guān)的,有時(shí)也出現(xiàn)一些反常特例,如鉆頭變成外錐形,這種現(xiàn)象并不難解釋。在實(shí)鉆作業(yè)中也可得到某些自然的調(diào)整,比如靠?jī)?nèi)徑的鉆頭唇面,雖然受到較大的壓力,可內(nèi)圓圓周得到的線速度比外圓圓周小,從這個(gè)意義上講內(nèi)圓可以減少磨損??梢?,鉆頭的磨損效果是綜合作用的結(jié)果?,F(xiàn)場(chǎng)使用的鉆頭不是全部變成內(nèi)喇叭就是這個(gè)道理。
鉆頭偏磨或唇面拉槽,在厚壁鉆頭中比較多見,這是由于底唇的冷卻不好和鉆頭底唇上的內(nèi)外壓差大造成的。在小規(guī)格厚壁鉆頭上更明顯,經(jīng)計(jì)算,繩索取心鉆頭的底唇內(nèi)緣壓務(wù)為外緣壓務(wù)的1.5—1.7倍,雙管鉆頭為1.3—1.5倍。顯然,設(shè)計(jì)薄壁鉆頭對(duì)減小底唇上的壓力差是有益的。
分析與計(jì)算結(jié)果表明,現(xiàn)場(chǎng)中發(fā)現(xiàn)的鉆頭底唇拉槽多發(fā)生在靠近鉆頭的內(nèi)徑,唇面受力狀態(tài)也是相關(guān)因素之一。防止和消除鉆頭底唇拉槽和偏磨工作,各有關(guān)部門都在進(jìn)行,筆者認(rèn)為,較有成效的是采用薄壁鉆頭和對(duì)金剛石粘結(jié)把持牢固的結(jié)合劑配方,活化效果顯著的燒結(jié)工藝,來提高底唇金剛石的出刃高度,從而改善底唇的冷卻條件,前者的意義和難度更大。
近期在鉆頭的組裝工藝上進(jìn)行了一定的工作,如采用特殊的鑲裝辦法,改善底唇的冷卻條件,防止偏磨和巖粉粘糊胎體,造成底唇金剛石和胎體的剝離和脫落,形成溝槽。