摘要:PDC复合片钻头在地质勘探和石油天然气钻井等领域得到了广泛的应用，取得了很好的技术经济效果。但是，对于其碎岩过程及其与钻进规程参数间的关系研究不够深入，影响了技术经济指标的进一步提高。俄罗斯钻探工作者在这方面做了很多工作，取得了一定效果，值得引起我们的注意。例如，他们建议，由于岩石破碎方式是变化的，所以，尽量使岩石破碎处于体积破碎状态；如果把钻头每转进尺能耗量指标作为一个评价指标考虑进去，则评价系统会更加科学和更加全面；钻头每转进尺，不是越高越好，有一个最优值，这个最优值与钻进规程参数密切相关；提出了临界钻进规程的概念，即当轴载和转速的乘积高达一定数值时，切削具温度急剧上升、钻头磨损明显加剧，冲洗液量再大也无济于事，因此，此时应该采取措施，及时调整规程参数，避免钻进过程处于临界规程状态，以便使钻进处于正常状态，继续钻进下去。

摘要:为提高坚硬地层大直径潜孔锤的破岩效率与使用寿命，运用ABAQUS软件建立了球齿碎岩仿真模型，对比分析?18 mm球齿在不同钻进参数下冲击切削碎岩过程中的破碎比功、侵入深度、破碎范围与应力影响范围等曲线，优选钻进参数和布齿。分析结果表明：当钻压为1.2 kN、冲击功为30 J时，对岩石的破碎效率较高，球齿入岩的位移可达0.67 mm，并对岩石进行应力界限划分，得出应力影响范围为43.4 mm；通过双齿冲击切削模拟确定了较为优秀的圈距与间距：圈距取47.4 mm，间距取43.4~51.4 mm；考虑到球齿的磨损，利用圈距与间距对?711 mm大直径潜孔锤进行了优化布齿。

摘要:孕镶金刚石钻头高速回转钻进是深地硬岩取心钻进的主要方法之一，虽然其广泛应用于各个领域，但仍存在钻进性能不稳定、钻头磨损异常等问题，原因在于对钻头-岩石界面规律及动态磨损过程的认知仍然不够清晰。本文综述了目前对孕镶金刚石钻头碎岩力学响应模型的研究现状，总结了钻头磨损机制在不同钻进规程参数下与碎岩方式和钻进速度间的关系，孕镶金刚石钻头磨损失效机制可以概括为钻头-岩石界面二体磨损和三体磨损的循环过程。介绍了国内外学者对超过常规转速区间下临界钻进规程的研究，新规程的探索对孕镶金刚石钻头高速钻进的发展具有重要意义。

摘要:振动碎岩具有能量消耗量低、所需轴向压力小等特点。为提高碎岩效率同时降低成本，进行了振动-加压相结合的碎岩模式研究。本文以红砂岩为研究对象，围绕动静复合加载条件下球齿侵入导致的红砂岩内部裂纹扩展规律开展研究。结果表明，球齿下岩石的破碎程度随着动、静载荷的增大而变大，并且只有当组合载荷峰值达到100 kN时，岩石才会发生明显的体积破碎。在破岩初期，当载荷较小时，岩石倾向于发展为侧向裂纹，岩石损伤成“宽而浅”特点。随着载荷的增大，岩石更倾向于发展中间的深部裂纹，而后才倾向于发展侧向裂纹，即呈“窄而深”的特点。岩石破碎的各项指标受各载荷参数的影响程度存在差异：即在相同的幅值增量条件下，增加动载幅度导致的破碎程度要大于增加相同静载荷时的破碎程度。以上结论可为提高动静载复合破碎硬岩效率、攻克硬岩钻进技术难题提供重要支撑。

摘要:随着资源勘探和地球科学探测不断向深部发展，钻探作为直接获取地下实物信息唯一的技术方法受到越来越多的关注，也促进了破碎岩石的金刚石钻头技术的进步。本文从科普的角度介绍了金刚石钻头，以及其分类、工作过程和应用。

摘要:常规旋挖钻机在钻进硬岩地层钻孔桩时存在进尺困难，钻头磨损大等问题。高压脉冲放电岩石破碎技术作为一种新型非机械式岩石破碎技术，在硬岩钻进领域具有广阔的应用前景。本文在分析高压脉冲放电破碎岩石机理的基础上，运用COMSOL Multiphusics软件，建立电-热-力多物理场耦合模型，开展花岗岩和砂岩在电压、电极间距、电解质等条件下的破碎规律仿真研究。结果表明，随着电压的增大，岩石产生的破碎区域呈线性增大；电极间距的增大导致岩石破碎区域减小；液体介质的电导率大小对放电结果的影响不大；选用多电极对放电可有效增加岩石的破碎面积。研究结果可为高压放电破碎岩石技术提供参考。

摘要:金刚石钻进是我国的一种主要钻进方法，在地质勘探和油气井钻进中得到了广泛应用。为了提高其技术经济指标，研究金刚石钻进时岩石的应力变形状态、岩石破碎过程及其与规程参数的关系很有必要。俄罗斯钻探工作者在金刚石钻进岩石破碎方面做了大量的试验研究工作，研究了钻进速度与规程参数的优化关系，提出了临界规程参数组合的概念，推荐了保证正常钻进、防止钻头非正常磨损等的措施。值得我国同行们参考。

摘要:岩石破碎是钻头与井底岩石相互作用的结果，井底应力场是决定钻头破岩效果的重要因素。本文利用有限元数值模拟手段探讨了特定地应力条件下井底压差对井底岩石应力的影响规律。研究表明，降低井底压力可以减小井底岩石的等效应力、改变岩石的应力状态，有利于钻头破碎岩石。井底平面上井眼中心附近的岩石最易破碎，越靠近井壁岩石所受的应力越大，在近井壁地带0.8R（R为井眼半径）附近，会出现明显的应力集中现象，这使得该区域的岩石最难破碎。本文的研究成果为研究最经济、最有效的钻井工艺和破岩技术提供理论依据，为破岩工具的优化设计提供参考。

摘要:地质钻探工程是个复杂的系统工程，金刚石钻头设计是个复杂的系统。俄罗斯技术科学博士Скоромных В. В.教授等使用系统论方法设计表镶金刚石钻头，以机械钻速为目标函数，以钻头切入岩石深度为切入点，建立了相关的数学模型，编制了程序，进行了计算机模拟，可以比较直观地看到金刚石在孔底的工作情况和钻头破碎岩石的过程，对于深入研究孔底岩石破碎过程机理和判断金刚石钻头设计的合理性及其对钻探技术经济指标的作用，具有一定的实际意义。

摘要:基于初始弹性和动静荷分工的假设，将动静复合加载下坚硬完整的脆性岩石的破碎过程分为弹性、损伤和断裂3阶段，综合运用弹性力学、岩石力学、损伤力学和断裂力学进行分析。由集中力作用下弹性半空间的应力场和单元体的剪切破坏，得出了岩石损伤的裂纹源和其曲线扩展路径；选定Ⅰ型、Ⅱ型裂纹作为动载冲击作用下压剪裂纹的扩展模式。提出了以冲击能（次数）来定义损伤度的方法。以相邻破碎坑的侧向裂纹扩展贯通作为岩石破碎的终点。本力学模型可以用于动静复合加载破碎岩石的系统仿真、数值模拟和机具设计。