統(tǒng)計(jì)幾百只試驗(yàn)鉆頭發(fā)現(xiàn),電火花鉆頭出現(xiàn)異常變相很少,出現(xiàn)異常變相的鉆頭,多數(shù)為熱壓鉆頭,主要的異常變相有底唇拉槽,底唇金剛石拋光,唇面徑向裂紋等,下面分別進(jìn)行討論。
1.底唇拉槽 對鉆頭底唇拉槽產(chǎn)生原因的說法很不一致。有的認(rèn)為鉆頭底唇拉槽與鉆頭在熱壓過程中孕鑲層的密度不均和金剛石在孕鑲層內(nèi)的分布狀況有關(guān);有的認(rèn)為鉆頭底唇拉槽的實(shí)質(zhì)是微燒,是與地層,鉆進(jìn)工藝參數(shù),鉆頭結(jié)構(gòu)及金剛石的粒度,分布濃度等因素有關(guān)。
根據(jù)近期試驗(yàn)鉆頭的觀察分析,認(rèn)為鉆頭拉槽與鉆頭底唇金剛石出刃高度有關(guān)。鉆頭金剛石出刃高度大,則很少發(fā)生拉槽現(xiàn)象,在碎巖過程中由于金剛石出刃高度大,唇面的冷卻條件得到改善,保證胎體與孔底間有足夠的通水間隙,使得唇面上沒有巖粉粘糊,唇面因軸向壓力作用下溫升過高,巖粉對底唇金剛石和胎體中低熔點(diǎn)金屬的擠壓粘結(jié)剝離的發(fā)生幾率很小,形成不了溝槽。底唇上發(fā)生的過程主要是金剛石不斷刻取巖粉,胎體經(jīng)受沖洗液和巖粉的沖蝕剝離使胎體不斷磨蝕,金剛石相繼出露,基本上保持恒速鉆進(jìn)。
同時也發(fā)現(xiàn)粘結(jié)金屬合金強(qiáng)度較高,粒糟出現(xiàn)的幾率也小,這種胎體在燒結(jié)過程中低熔點(diǎn)金屬的流失極其輕微。
電火花鉆頭很少發(fā)生唇面拉槽,一是電火花鉆頭唇面金剛石出刃高度大,冷卻效果好,鉆頭不發(fā)生微燒;二是電火花鉆頭的胎體強(qiáng)化效果顯著。
試驗(yàn)的電火花鉆頭和熱壓鉆頭,密度分布基本一樣,拉槽出現(xiàn)幾率截然不同,認(rèn)為唇面拉槽與密度分布有關(guān)的提法值得商榷。
2.底唇金剛石拋光 首先說明一點(diǎn),金剛石拋光和金剛石不出露是兩類不同的變相。后者是由于胎體不能超前金剛石磨損造成的。
底唇金剛石拋光,一開始在出露的金剛石尖頂上磨成一個光亮的小平臺,在鉆進(jìn)過程中平臺逐漸擴(kuò)大,直至和胎體無高度差。有時無論怎樣調(diào)整鉆壓和轉(zhuǎn)數(shù)都不有使鉆頭自銳。發(fā)生這種情況,主要是金剛石的強(qiáng)度和耐磨性不夠,不宜在這類巖石中鉆進(jìn),應(yīng)指出這類巖石的研磨性是足夠強(qiáng)的,只要金剛石能刻取足夠的巖粉,鉆頭便可以在滿意的鉆速下鉆進(jìn)。
發(fā)生這種變相的鉆頭,電火花鉆頭的熱壓鉆頭數(shù)量相差不大,電火花鉆頭略少些。
3.唇面徑向裂紋 出現(xiàn)這種變相鉆頭的數(shù)量不是很大,多數(shù)是中頻熱壓鉆頭,尚未發(fā)現(xiàn)因裂紋引起的胎體掉塊現(xiàn)象。
對裂紋產(chǎn)生的原因缺乏足夠的分析研究,發(fā)現(xiàn)裂紋多出現(xiàn)在強(qiáng)度和韌性較低的胎體中,相比之下,電火花鉆頭很少出現(xiàn)唇面裂紋,即使出現(xiàn)也很輕微,有可能是電火花燒結(jié)的特殊強(qiáng)化機(jī)制起了作用。