6.1 液动冲击器钻进用的钻头

6.1.1 液动：中击器钻进的钻头种类和工作条件

地质勘探液动冲击钻，根据地质要求和采用的钻进技术措施，使用的钻头分为六类：

（1）回转——冲击钻进用硬质合金钻头，当采用高频率和低冲击功的液动冲击器时使用。

（2）冲击——回转钻进用硬质合金钻头，当采用低频率和高冲击功的液动冲击器时使用。

（3）冲击——回转钻进用硬质合金无岩芯钻进用钻头，当采用低频率和高冲击功的液动冲击器时使用（包括一字形、三翼、十字形和有超前刃的钻头等）。

（4）回转——冲击钻进用金刚石钻头，当采用高频率和低冲击功的液动冲击器使用。

（5）回转——冲击钻进用绳索取心式金刚石钻头，一般配用高频率和低冲击功的液动冲击器。

（6）冲击——回转钻进用牙轮钻头（取芯或不取芯），一般配用低频率和高冲击功的液动冲击器。

从以上六种类型的钻头可知，实际上地质钻探中几乎所有的钻头均可用于液动冲击钻探。

在液动冲击器钻进中，钻头的工作条件总的来说，处于比普通回转钻进时更加繁重的工况。除了承受与回转钻进相同的载荷外，纵向振击的载荷比回转钻更大。但钻进规程选用合理时，钻头所承受的各种载荷反而比回转钻进要低。例如，当液动冲击器钻进的钻压和转数均比回转钻进低时，钻头上硬合金片的磨损较轻；供给的流体流量较大；孔内比较清洁，钻头冷却也较充分；破碎岩石时也比较好地利用了岩石的脆性；冲击载荷对岩石表面造成的裂纹，减轻了回转钻进时硬质合金刃的负担等。所以，大量的试验资料得知：液动冲击器钻进的钻头无论是硬质合金钻头或金刚石取芯钻头的寿命，均比回转钻进时有不同程度的提高。

在液动冲击器钻进中，硬质合金钻头采用的合金刃形状主要有三种：

（1）单楔面刃。

多用于可钻性较低的岩石和高频低功的冲击器。

（2）不对称双面刃。

多用于可钻性较高和低频率大冲击功的冲击器。

（3）对称双面刃。

用途与不对称双面刃相同。

上述三种形状的硬质合金刃，在纵向和横向作用下的应力分布状况分别如图6.1～6.3所示。这三种形状硬质合金的应力分布图没有考虑硬质合金刃的镶焊条件。事实上硬质合金刃是处于钻头体及焊接剂的包围固定条件下，当然也未考虑由于焊接对硬质合金的危害因素。