金剛石鉆頭水口對(duì)進(jìn)尺效率的影響
金剛石鉆頭在高速鉆進(jìn)的時(shí)候產(chǎn)生了大量的熱量和巖屑,為了保證沖洗液/泥漿液的正常循環(huán),鉆頭胎體端面部分必須設(shè)計(jì)水口和內(nèi)外水槽。水口的形狀和數(shù)量對(duì)鉆頭的進(jìn)尺效率都有一定的影響。
1,金剛石鉆頭水口的形狀對(duì)進(jìn)尺效率影響
目前常用的地質(zhì)取芯鉆頭的水口形狀有四種,分別是直水口、正螺旋水口、反螺旋水口及底噴水口。螺旋形的水口設(shè)計(jì)是為了解決在沖洗液或者是泥漿液的濃度很高的情況下循環(huán)不暢的問題,正、反循環(huán)水口分別對(duì)應(yīng)正、反循環(huán)鉆具的鉆進(jìn),高速旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生巨大的漩渦能加快液體流速進(jìn)而達(dá)到進(jìn)尺目的;底噴水口常用在繩索取芯鉆頭上,目的是防止水口堵塞造成燒鉆,然而實(shí)際效果并不是很明顯,對(duì)鉆頭的進(jìn)尺效率反而有負(fù)面的影響,因此應(yīng)用范圍不廣;使用多的是直水口,不僅僅是這樣的設(shè)計(jì)有助于鉆頭的加工,在實(shí)際鉆進(jìn)過程中更容易使巖屑排出,加快了液體循環(huán)的速度,保護(hù)鉆頭胎體的同時(shí)加快了進(jìn)尺效率,目前金鉆鉆頭均采用這樣水口的設(shè)計(jì)。
2,金剛石鉆頭水口數(shù)量對(duì)進(jìn)尺效率的影響
鉆頭水口的寬度有4 mm、6mm、8mm、10mm、12mm和14mm幾種規(guī)格。越寬的水口,其能夠配置更大泵量和泵壓的水泵或者是泥漿泵,鉆進(jìn)效率會(huì)越高。同理的,水口數(shù)量越多單位時(shí)間內(nèi)通過的水流量就越大,進(jìn)尺效率也應(yīng)該越大。但是,過多的水口會(huì)占據(jù)過多的胎體面積,使得切削巖石的金剛石的基體面減少,對(duì)高效鉆進(jìn)是不利的,同時(shí)鉆頭胎體牙齒承載面積變小,容易造成鉆頭掉胎的問題。因此,金鉆的110mm金剛石鉆頭用了12個(gè)水口,既滿足沖洗液的正常循環(huán),同時(shí)合理的金剛石胎體切削面積保證了每顆單晶有足夠的軸壓進(jìn)行鉆進(jìn)。