钻齿齿形对潜孔钻头冲击凿岩效能的影响

为优选钻齿齿形,提高潜孔钻头的凿岩效能,通过分离式霍普金森压杆（SHPB）试验研究灰砂岩、红砂岩和大理岩条件下,球形钻齿、锥形钻齿和镐形钻齿在不同加载率下的峰值应力、耗散能以及不同入射能下的能量耗散率。分析发现： 1）B-SHPB试验的峰值应力、耗散能和能量耗散率参数,可以用来评估钻齿的凿岩性能; 2）对于灰砂岩和节理较为发育的大理岩等软岩,建议尽量提高输入钻齿的能量,以提高能量耗散率,但是对于红砂岩类硬岩,提高耗散能对提高能量耗散率作用不显著,因此可以根据钻进速度需求设置耗散能; 3）在钻机功率受限工况下,建议采用镐形钻齿,以降低破碎岩石所需的冲击力和冲击功率; 4）在需要快速钻进和需要考虑成本效益时,建议首先尝试使用锥形钻齿,以提高耗散能和能量耗散率。