强研磨性硬岩PDC钻头磨损机理及磨损分布规律研究

钻进强研磨性硬岩时，PDC钻头磨损情况复杂，磨损机理及磨损规律缺乏理论研究。针对该问题，采用实验观测和数理统计相结合的方法进行了研究，并提出钻头优化建议。研究结果表明：火成岩中PDC齿的磨损形式主要为磨料磨损和冲击损坏，磨料磨损包括磨料研磨磨损、磨料冲击磨损和磨料射流磨损，冲击损坏包括切削齿断裂、PCD层碎裂和PCD层与WC层分离；钻头冠顶和外锥处绝大部分PDC齿磨损高度大且冲击损坏严重，并未充分进行剪切破岩；保径处一些PDC齿发生断裂及PCD和WC层分离；设计适用于火成岩的PDC钻头时，应重点从提高切削齿性能、冠顶及外锥增布辅助齿、提升钻头稳定性、加强保径等角度进行优化。研究成果对PDC钻头结构优化及性能提升具有指导意义。