在野外钻探作业中,人造金刚石孕镶钻头的底唇拉槽是一种比较多见的钻头变相。特别是对某些特殊的岩层,如坚硬致密岩层和排粉困难的岩层,由于种种不同原因,钻头唇面拉槽的出现率更高。
为了消除或减少钻探过程钻头底唇拉槽现象的产生,延长钻头的使用寿命,降低钻探成本,提高钻进台效,许多探矿部门和钻探工作者围绕着钻头底唇的拉槽问题的观点主要有两种。一种认为,钻头底唇拉槽与钻头在热压力程中孕镶层的密度不均和金刚石在孕镶层内的分布状况有关;另一种则认为,钻头底唇拉槽变相的实质是微烧,是与地层,钻进工艺参数及操作有关的钻头变相。按前者的观点,消除拉槽要从热压工艺或钢体与粉末接触部分的几何形状入手去解决;后者则要从改善底唇冷却条件去解决。
实践证明,大部分的热压钻头中直至孕镶层耗光也未出现底唇拉槽,除因内外径磨损过大和其他非正常破坏外,多数工作层消耗近4mm。所以,认为拉槽是与热压过程中的密度分布不均有关,仅此原因不能概括全部,肯定还有其他影响因素没有考虑到。为了进一步弄清拉槽的原因,我们在些试验点收集了几促不同制作方法钻头的唇面变相资料。从收集到的底唇拉槽钻头统计绳索果中得出,非烧结钻头——电铸钻头仍有拉槽产生,而一种新的强力活化的热压烧结方法制作的钻头,却不出现或极少出现底唇拉槽现象。我们初步感到钻头在热压过程中的孕镶层密度不均,对钻头底唇拉槽并不是起决定性作用的因素。
另外,采用多水口钻头和底喷式钻头,也很少有底唇拉槽现象产生,钻头与岩石较适应的底唇拉槽也极少。初步认为,产生钻头底唇拉槽的主要原因是唇面的冷却不良。影响冷却条件的因素很多,如岩心与孔壁破碎,泵量不足,转速过低,岩粉过多,井内漏失,钻头出刃不好等等。要改善冷却条件也要从多方面入手,如增加水口,采用底喷式钻头,采作合理的钻进工艺,选用与岩石对号的钻头等。