J4 ›› 2011, Vol. 41 ›› Issue (1): 195-199.

• 地质工程与环境工程 • 上一篇    下一篇

冲击回转钻进条件下硬质合金钻头柱齿磨损机理

朴金石|殷琨, 赵志强, 范黎明   

  1. 吉林大学 建设工程学院|长春 130026
  • 收稿日期:2010-04-02 出版日期:2011-01-26 发布日期:2011-01-26
  • 通讯作者: 殷琨(1952-),男,吉林长春人,教授,博士生导师,主要从事钻井工艺技术研究 E-mail:yinkun@jlu.edu.cn
  • 作者简介:朴金石(1971-)|男|朝鲜民主主义人民共和国人|博士研究生|主要从事钻井工艺技术研究|E-mail:pakkumdol@sina.com
  • 基金资助:

    中国地质调查局项目(1212010816018);吉林大学“985工程”研究生创新基金项目(20080245)

Wear Mechanism of the Rock Drill Buttons in the DTH Hammer Drill

PIAO Jin-shin, YAN Kun, ZHAO Zhi-qiang, FAN Li-ming   

  1. College of Construction Engineering|Jilin University|Changchun 130026| China
  • Received:2010-04-02 Online:2011-01-26 Published:2011-01-26

摘要:

减缓钻头硬质合金柱齿的磨损速度,对提高钻头工作效率、延长钻头使用寿命、降低钻进成本等具有重要意义。在利用扫描电子显微镜(SEM)对钻头柱齿详细观测的基础上,提出了风动潜孔锤钻头硬质合金柱齿新的劣化机理和磨损机理:劣化机理包括混合规模裂隙的形成、WC颗粒规模裂隙形成和WC颗粒的氧化和腐蚀;磨损机理包括WC颗粒的破碎和碎片释放、整体或部分WC颗粒的脱离、碳化物的摩擦化学磨损等。分析了边齿因回转线速度大,磨损也增大,WC颗粒的破碎和碎片释放量增大而磨耗严重的机理;因WC颗粒的整体脱离使柱齿产生较大面积的磨损,导致钻进效率的大幅度降低;给出了钻头柱齿必须及时加以修磨的合理使用方法。

关键词: 扫描电子显微镜, 机理, 磨损, 劣化, 硬质合金柱齿, 风动潜孔锤

Abstract:

Drill bit’s wear rate is essential to raise drilling efficiency, increase bit’s service life and decrease the drilling cost. On the base of results of cautiously investigation by scanning electron microscopy (SEM), the authors present a new view on the deterioration and wear mechanisms of cemented carbide rock drill buttons for the DTH hammer drill. The deterioration mechanism includes a composite-scale crack formation, WC grain-scale crack formation, and oxidation and corrosion of WC grains;And wear mechanism includes crushing of WC grains and releasing of fragments, detachment of whole or parts of WC grains, tribo-chemical wear of the carbides. The reason why the buttons on the edge of the bit are worn so terribly is analyzed. The line speed of those buttons is much higher and causes a heavy abrasion which means the WC grains crush terribly. The drilling rate becomes much lower because of a heavy abrasion in large area on the buttons made by the detachment of WC grains; And a reasonable way to maintain the buttons is put forward appropriately.

Key words: SEM, mechanisms, abrasion, deterioration, cemented carbide button, DTH hammer

中图分类号: 

  • P634.5
[1] 吴小奇, 刘全有, 王萍, 黎华继, 朱东亚, 李朋朋. 沉积盆地天然气藏中氦气贫化机理及资源潜力:以四川盆地新场气田为例[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2025, 55(6): 1837-1850.
[2] 袁朱晔斐, 田杨, 熊小峰, 叶琳, 左高昆, 吴楠, 朱晋杰. 琼东南盆地宝岛凹陷南北断阶带古近系陵水组三段天然气差异富集机理[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2024, 54(6): 1998-2013.
[3] 柴少波, 宋浪, 周炜, 付晓东, 周永强.

水岩作用对充填节理岩石劣化的影响 [J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2023, 53(5): 1510-1520.

[4] 王清, 吕作俊, 姚萌, 董佳祺, 夏玮彤, 杨天亮, 牛岑岑. 崇明东滩吹填区黏性土层抗剪强度随时间变化特征及机理[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2023, 53(4): 1163-1163.
[5] 陈剑平, 李兴华, 王 清, 韩 岩, 刘 经, 韩梦霞. 乾安碳酸型盐渍土的孔隙特征[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2023, 53(2): 491-.
[6] 束龙仓, 温中琦, 张岩, 李进, 马倩, 陆小明. 苏北沿海地区潜水水化学特征及形成机理[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2022, 52(4): 1223-.
[7] 张田田, 杨为民, 万飞鹏, . 浑河断裂带地质灾害发育特征及其成因机制[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2022, 52(1): 149-.
[8] 郭颖, 杨波, 韩自军, 李果营, 吴庆勋, 叶涛. 深层碎屑岩自生矿物成因机理及其对储层物性的影响——以渤海歧南断阶带侏罗系为例[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2021, 51(4): 973-990.
[9] 黄鑫, 段冬平, 刘彬彬, 李炳颖, 丁芳, 王伟, 娄敏. 西湖凹陷花港组绿泥石成因及其对储层物性的影响[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2021, 51(3): 669-679.
[10] 秦敏, 申辉林, 丁磊, 刘欢, 黄信雄, 章利民. 基于微元动态物质平衡法模型确定水淹层混合液电阻率[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2020, 50(3): 919-928.
[11] 贾建亮, 刘招君, 孟庆涛, 孙平昌, 徐进军, 柳蓉, 白悦悦. 中国陆相油页岩含油率与总有机碳的响应机理[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2020, 50(2): 368-377.
[12] 胡高建, 杨天鸿, 张飞. 抚顺西露天矿南帮边坡破坏机理及内排压脚措施[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2019, 49(4): 1082-1092.
[13] 李林翠, 李喜安, 洪勃, 王力. 不同埋深马兰黄土孔隙结构试验[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2019, 49(2): 493-503.
[14] 吴志强, 张训华, 赵维娜, 祁江豪, 蔡来星. 南黄海海相油气勘探前景探讨与问题分析[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2019, 49(1): 26-38.
[15] 唐军峰, 唐雪梅, 曾向农, 杨军, 李学政. 蓄水后库岸堆积体边坡变形特征及其稳定性分析[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2018, 48(5): 1546-1555.
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[1] 于 平,李瑞磊,付 雷,郝 雪,张向军,廉国芬. 松辽盆地滨北地区区域构造特征及意义--地震长剖面给出的证据[J]. J4, 2005, 35(05): 611 -615 .
[2] 张原庆, 宋炳忠, 王玉福, 张宁. 鲁西铜石岩体金成矿规律和成矿预测[J]. J4, 2010, 40(6): 1287 -1294 .
[3] 李建平,李桐林,张 辉,徐凯军. 不规则回线源层状介质瞬变电磁场正反演研究及应用[J]. J4, 2005, 35(06): 790 -0795 .
[4] 高松, 宋莹, 王琳,蒋步新. 水体中秋兰姆特效降解菌的筛选及其降解性能研究[J]. J4, 2006, 36(03): 455 -457 .
[5] 张凤君,李 卿,马玖彤,于广菊. 膜蒸馏处理糠醛废水的实验研究[J]. J4, 2006, 36(02): 270 -0273 .
[6] 卢双舫,李吉君,薛海涛,徐立恒. 油成甲烷碳同位素分馏的化学动力学及其初步应用[J]. J4, 2006, 36(05): 825 -829 .
[7] 丁志宏,冯平,毛慧慧. 考虑径流年内分布影响的丰枯划分方法及其应用[J]. J4, 2009, 39(2): 276 -0280 .
[8] 任何军, 刘娜,高松,张兰英,张玉玲,周睿. 假单胞菌DN2对多氯联苯的降解及bphA1核心序列测定[J]. J4, 2009, 39(2): 312 -0316 .
[9] 黄奇波, 覃小群, 刘朋雨, 康志强, 唐萍萍. 半干旱区岩溶碳汇原位监测方法适宜性研究[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2015, 45(1): 240 -246 .
[10] 熊晓亮,孙红月,张世华,蔡岳良. 高扬程虹吸保障条件分析与合理管径选择数值模拟[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2014, 44(5): 1595 -1601 .