水平冲击回转钻进孕镶金刚石钻头的国内外研究现状及存在问题

【摘 要】目前，关于冲击回转钻进用金刚石钻头有一定的研究，但对于水平冲击回转钻进用金刚石钻头的研究很少。本文总结了一些水平冲击回转钻进用金刚石钻头的研究现状，并详细分析了目前水平冲击回转钻进孕镶金刚石钻头研究存在的问题，期望对今后水平冲击回转钻进用孕镶金刚石钻头的研制提供一定的参考价值。 
　　【关键词】水平；冲击回转钻进；金刚石钻头 
　　1冲击回转钻进及钻头 
　　1.1冲击回转钻进 
　　冲击回转钻进是以液力或气力驱动靠近孔底的冲击器，产生冲击载荷，同时由地面机构施加轴向压力和回转扭矩，以纵向冲击力和回转切削力共同破碎岩石的钻进方法。 
　　1.2冲击回转钻进用钻头 
　　冲击回转钻进分为液动冲击回转钻进和气动冲击回转钻进。一般冲击回转钻进钻头也分为液动冲击回转钻头和风动冲击回转钻头两类。 
　　1.2.1液动冲击回转钻头 
　　1）硬质合金钻头。 
　　硬质合金钻头主要有普通八大角硬质合金钻头、长片状肋骨式硬质合金钻头、异形硬质合金钻头等。江苏省地质局第一地质队设计的Φ91长方片液动冲击回转钻头，是在钻头体上对称焊接4块YG8C牌号K115型硬质合金，出刃大，刃部长，通水截面大，平均机械转速1.2m/h。 
　　2）球齿钻头。 
　　根据不同的岩石情况，球齿钻头可以选用不同的结构。用碳化钨硬质合金制造球齿，分为半球形和弹道形。一般情况下，半球形的球齿用于坚硬研磨性岩石和坚硬破碎性的岩石破碎，有较好的保径作用。弹道形的球齿则用于中硬均质岩石，在软或粘滞性岩石中钻进有较高的钻速。有时还可以混合使用这两种球齿，把半球形的球齿镶于钻头唇面外面，而把弹道的形球齿镶于唇面中间，这种钻头兼顾有以上两种形状球齿的优点[1]。 
　　和硬质合金球齿钎头相比，还有一种聚晶球齿钎头。它的硬度要比硬质合金球齿钎头高出3～5倍，抗磨损能力多出100%，抗压能力多出115%，特别适用于深孔钻井，减少提钻次数[2]。 
　　3）金刚石钻头。 
　　它是近十几年来使用最多的一种钻头。吉林省地质勘探技术研究所生产的JCT型金刚石液动冲击回转钻头，在四川、河南和广东等矿区的8～10级地层钻进，平均机械转速2.83m/h。
　　1.2.2风动冲击回转钻头 
　　空气锤钻头，又叫冲击钻头或平底钻头，是以冲击为主、回转为辅联合作用来破岩。钻头唇面不仅要承受冲击器的高频冲击载荷， 而且还要承受岩石的剪切反力。