金剛石鉆頭在很深的孔內連續(xù)總做，動負荷大，負載變化大，冷卻潤滑條件差，破碎巖屑重復被破碎和研磨鉆頭，在這樣的一種工作環(huán)境下，鉆頭的破巖機制很復雜。
有一種觀點認為鉆頭金剛石是表面破碎、刮擦研磨、磨損、磨削方式來破碎巖石的，這可以從金剛石尺寸小、切削厚度小、切入深度小、硬質點多、高轉速時效高等方面說明這一點。
對表鑲金剛石鉆頭破巖機理，國內外學者都做了一定的研究，認為是巖石碎裂和加企鵝的一種綜合機理。當金剛石呈光滑球狀，或者柱狀金剛石聚晶呈垂直純棉排列，加上巖石脆性較大，鉆頭在軸壓力盒旋轉扭矩聯(lián)合作用下，則以破碎巖石為主，當金剛石為多棱角形，或者三角狀等金剛石聚晶以尖角、棱邊對角旋轉切向排列，或者使用金剛石復合片，加上巖石塑性較大，則鉆頭的隨眼機理有類似于銑刀或微刀的切削作用。
很閑人，剪切的作用比壓入作用更有效，這也是PDC鉆頭使用效果好的重要原因；對一半孕鑲金剛石鉆頭，由于金剛石顆粒的隨機排列，可以以角、棱、平面、弧面等各位置對著巖石，因此其隨眼機理更為復雜。孕鑲鉆頭金剛石材料較細，出刃較低，與巖石接觸面小，而胎體中金剛石分布相互交錯、相互追蹤、相互覆蓋，故鉆頭每轉一圈有效可取的巖石金剛石較少，刻取深度也小，為此提高鉆頭轉速是必要的，同時為了冷卻金剛石和減少重復破碎，加強沖洗，而表鑲聚晶、pDC鉆頭提高鉆頭壓則有利于破巖；天然金剛石鉆頭由于顆粒較粗，采用始終的轉速和鉆壓更為有效。
應該說，在實際鉆進過程中，鉆進條件十分復雜，空底巖石處于多向應力狀態(tài)，巖石又費均質體，所夾在荷不完全的靜載荷。特別是高轉速鉆進時，鉆具震動相當明顯；加上沖洗液介質性質對碎巖的影響等，是的研究鉆頭碎巖的作用規(guī)律比較復雜，還有待于進一步研究。
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