地质金刚石鑽頭钻进的孔底碎岩过程

1. 表镶金刚石鑽頭的孔底碎岩过程

Px=Pg T=Pg Pyf (4-8)

式中：f--金剛石與岩石的摩擦系數；Py--分配在一粒金剛石上的載荷。

1-被压皱的岩石; 2-岩石中的拉应力; 3-被压碎,剪切的岩石; Ⅰ-鑽頭体; Ⅱ-表镶金刚石出刃; Ⅲ-岩石

2. 孕镶金刚石鑽頭的孔底碎岩过程

孕镶金刚石鑽頭的孔底碎岩过程不同于表镶鑽頭。因为它用的金刚石颗粒小，且埋藏于胎体之中，孕镶鑽頭必须在钻进规程中保持自磨出刃的性能（称为"自锐"），才能维持钻速恒定而不衰减。

总体来说，孕镶鑽頭的实际碎岩机理类似于砂轮磨削工件，即以唇面上多而小的硬质点（金刚石）对加工件（孔底岩石）进行刻划、磨削，并随着硬质点的逐渐磨损和消失及粘结胎体的不断磨耗，新的硬质点又裸露出来参加工作。当然，如果唇面金刚石出露较好时，也不排除在磨削的同时存在着孔底的微剪切和微压碎作用。实际上，砂轮在高速磨削工作中，自身也被磨耗，由于它的"自锐"作用而常处于锐利状态。对孕镶金刚石鑽頭而言，如果胎体性能与所钻岩石不适应或没有保证足够的钻压，胎体不能超前磨耗并让丧失破岩能力的金刚石颗粒自行脱落，则无法实现"自锐"。在孔底过程中表现为鑽頭"打滑"，钻速迅速下降。

无论表镶或孕镶鑽頭在孔底的工作过程都是非常复杂的。鑽頭被钻具紧压在孔底岩石表面，钻具的振动和弹性变形加强或减弱了加在孔底的钻压，而往复泵送出的压力流体也是脉动的，更加剧了钻具和鑽頭的振动。因此，学者们认为孔底还存在着微动载的破岩过程。