在野外鉆探作業中,人造金剛石孕鑲鉆頭的底唇拉槽是一種比較多見的鉆頭變相。特別是對某些特殊的巖層,如堅硬致密巖層和排粉困難的巖層,由于種種不同原因,鉆頭唇面拉槽的出現率更高。
為了消除或減少鉆探過程鉆頭底唇拉槽現象的產生,延長鉆頭的使用壽命,降低鉆探成本,提高鉆進臺效,許多探礦部門和鉆探工作者圍繞著鉆頭底唇的拉槽問題的觀點主要有兩種。一種認為,鉆頭底唇拉槽與鉆頭在熱壓力程中孕鑲層的密度不均和金剛石在孕鑲層內的分布狀況有關;另一種則認為,鉆頭底唇拉槽變相的實質是微燒,是與地層,鉆進工藝參數及操作有關的鉆頭變相。按前者的觀點,消除拉槽要從熱壓工藝或鋼體與粉末接觸部分的幾何形狀入手去解決;后者則要從改善底唇冷卻條件去解決。
實踐證明,大部分的熱壓鉆頭中直至孕鑲層耗光也未出現底唇拉槽,除因內外徑磨損過大和其他非正常破壞外,多數工作層消耗近4mm。所以,認為拉槽是與熱壓過程中的密度分布不均有關,僅此原因不能概括全部,肯定還有其他影響因素沒有考慮到。為了進一步弄清拉槽的原因,我們在些試驗點收集了幾促不同制作方法鉆頭的唇面變相資料。從收集到的底唇拉槽鉆頭統計繩索果中得出,非燒結鉆頭——電鑄鉆頭仍有拉槽產生,而一種新的強力活化的熱壓燒結方法制作的鉆頭,卻不出現或極少出現底唇拉槽現象。我們初步感到鉆頭在熱壓過程中的孕鑲層密度不均,對鉆頭底唇拉槽并不是起決定性作用的因素。
另外,采用多水口鉆頭和底噴式鉆頭,也很少有底唇拉槽現象產生,鉆頭與巖石較適應的底唇拉槽也極少。初步認為,產生鉆頭底唇拉槽的主要原因是唇面的冷卻不良。影響冷卻條件的因素很多,如巖心與孔壁破碎,泵量不足,轉速過低,巖粉過多,井內漏失,鉆頭出刃不好等等。要改善冷卻條件也要從多方面入手,如增加水口,采用底噴式鉆頭,采作合理的鉆進工藝,選用與巖石對號的鉆頭等。