石油钻井之钻头介绍.
钻头直径规格表
钻头：在钻井过程中钻头是破碎岩石的主要工具，井眼是由钻头破碎岩石而形成的。
一个井眼形成得好坏，所用时间的长短，除与所钻地层岩石的特性和钻头本身的性能有关外，更与钻头和地层之间的相互匹配程度有关。
钻头的合理选型对提高钻进速度、降低钻井综合成本起着重要作用。
钻头是进行石油钻井工作的重要工具之一，钻头是否适应岩石性质及其质量的好坏，在选用钻井工艺方面起着非常重要的作用，特别是对钻井质量、钻探速度、钻井成本方面产生着巨大的影响，PDC 钻头是当今石油和天然气勘探开发行业广泛使用的一种破颜工具，它有效地提高了机械钻具，缩短了钻井周期。
钻头直径规格表：钻头是一种旋转而头端有切削能力的工具。
一般以碳钢SK，或高速钢SKH2，SKH3等材料经铣制或滚制再经淬火，回火热处理后磨制而成，用于金属或其它材料上之钻孔加工，它的使用范围极广，可运用于钻床、车床、铣床、手电钻等工具机上使用。
下面介绍一下钻头规格：麻花钻头规格：Φ1.0、Φ1.5、Φ2.0、Φ2.5、Φ3.0、Φ3.2、Φ3.3、Φ3.5、Φ3.8、Φ4.0、Φ4.2、Φ4.5、Φ4.8、Φ5.0、Φ5.2、Φ5.5、Φ5.8、Φ6.0Φ、6.2、Φ6.5、Φ6.8、Φ7.0、Φ7.2、Φ7.5、Φ7.8、Φ8.0、Φ8.2、Φ8.5、Φ8.8、Φ9.0、Φ9.2、Φ9.5、Φ10.0、Φ10.2、Φ10.5、Φ11.0、Φ12.0、Φ12.5、Φ13.0、Φ13.5、Φ14。
钻头直径规格：1、钻头是有很多规格标准的，像一些水管通过的钻孔相对来说要大些，而电线所需的钻孔要小得多，因此钻头直径也是有差别的。
2、钻头直径规格大致有1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、9.8mm等，每相距1mm，其中都有0.1mm的累加的，比如直径从1mm到2mm的钻头规格按0.1mm 进位，.还有更大的，用于石油钻探的，一般用不到。
除非石油勘探。
石油钻井机械基础知识
石油钻井机械基础知识目录一、基本概念 (2)1.1 石油钻井 (2)1.2 机械钻井 (3)二、钻井设备 (5)2.1 钻井泵 (6)2.2 钻井电机 (8)2.3 离心泵 (9)2.4 传动系统 (10)2.5 井架与底座 (11)三、钻井工具 (12)四、钻井工艺 (14)4.1 钻前准备 (15)4.2 钻进技术 (16)4.3 下井工具 (18)4.4 特殊钻井工艺 (19)五、安全与环保 (20)5.1 安全规定 (21)5.2 环保要求 (22)六、维护与保养 (23)6.1 日常检查 (25)6.2 定期保养 (26)6.3 故障排除 (28)七、发展趋势 (29)7.1 新技术应用 (31)7.2 节能减排 (32)7.3 智能化发展 (33)一、基本概念石油钻井机械是石油勘探开发过程中不可或缺的工具，其主要功能是用于钻探地层以获取油气资源。
这些机械包括钻头、钻柱、钻机、泥浆泵等关键设备，它们共同协作，确保钻井过程的顺利进行。
钻头：钻头是石油钻井过程中的关键部件，其设计与材料的选择直接影响到钻井效率和钻探成本。
现代钻头通常采用高强度材料制造，并经过精密的设计，以确保在复杂地层中的高效钻进。
钻柱：钻柱是由多根钻杆连接而成的圆柱形结构，用于传递钻井动力和承受钻井过程中的巨大扭矩。
钻柱的长度和强度对于钻井深度和安全性至关重要。
钻机：钻机是石油钻井机械的核心部分，负责提供钻井所需的动力和控制系统。
钻机的类型多样，包括旋转钻机、顶驱钻机、钻井泵等，它们各自适用于不同的钻井环境和需求。
泥浆泵：泥浆泵是石油钻井过程中的重要设备，其主要功能是将水和添加剂混合成泥浆，以润滑钻头、冷却钻具并携带出钻探产生的岩屑。
泥浆泵的性能直接影响到钻井的效率和质量。
1.1 石油钻井裸眼钻井：指在地表直接进行的钻井作业。
这种类型的钻井主要用于获取地表岩层的地质资料，以便为后续的开发提供依据。
牙轮钻井：采用牙轮钻头进行钻井作业，适用于软、中硬岩层的钻探。
石油钻井介绍
双升式底座起升过程
３、提升系统包括绞车、天车、游车、大钩、水龙 头及钻井大绳等部件，其作用就是利用绞车的卷扬， 通过一套动、静滑轮组实现对井内负荷的起升下放。
钻井大绳 游车
大钩 绞车
绞车是一个带有刹车的大功率卷扬机，主刹车有带 式刹车、液压盘式刹车等形式,辅助刹车有电磁涡 流刹车、气动盘式刹车等形式。现绞车为密闭强制 润滑。70D绞车分前、中、后３部分。
井控系统：包括防喷器组、储能器机组和防喷器组遥控面板、测试管汇 和压井管汇四个主要部分； 监测系统：通过地质和钻井综合录3井对井下的作业情况进行监测。
钻井工具——
◆钻头 ： ◆钻铤： 矩 钻头分为刮刀钻头、牙轮钻头、聚晶金刚石复合片钻头（PDC） 钢质厚壁的筒行管材。接在钻头之上向钻头施加钻压和传递扭
中国石油大港油田分公司
8、完井
当一口井，钻头钻到设计井深后，井眼是裸眼，还不能进行试油及采油作业。只有进行 了固井作业并验证固井质量合格后，才能说钻井作业全部结束。 固井，就是在完成的井眼内，下入套管，并把水泥注入套管与井壁之间的环形空间内， 把套管和井壁牢固结合在一起的工艺。固井是钻井工艺中最后的，也是最关键的一道工序。 固井的投资大约要占全部钻井投资的 25% 以上，套管的选择，固井的质量，直接关系到油井 的投资、安全和寿命。
保养架
辅助滑轮
游车实际就是一组动滑轮，由4-6个滑轮组成，悬 挂在钻井大绳的下端。 大钩是一个带有缓冲装置的吊钩，上与游车相连， 下通过吊环、吊卡与井下负荷相连。
游车
大钩
水龙头是提升系统与旋转系统的结合部件，在钻井作业时上通过提环与 游车相连，下通过方钻杆与钻杆相连，泥浆通过水龙带、水龙头鹅颈管、 中心管进入钻具内，此时水龙头既承受井下钻具的重量，又承受泥浆的 压力 。两用水龙头上还带有气动旋扣器，用于快速上卸扣。
石油钻采简介介绍
包括套管头、油管头和采油树等，用于控制井口压力和流体流动，确保钻井作 业安全。
井下工具与装置
钻头
钻头是钻井过程中的关键部件， 用于破碎岩石，形成井眼。根据 钻井需求，钻头可分为PDC钻头
、牙轮钻头等类型。
井下动力钻具
包括涡轮钻具、螺杆钻具等，利 用井下动力驱动钻头破碎岩石，
提高钻井效率。
测井仪器
02
石油钻采关键技术
石油钻采关键技术
• 石油钻采是石油工业中的两个核心环节，即钻井和采油。钻井 是寻找和开发石油资源的重要手段，而采油则是将地下石油资 源提取到地面的过程。此外，油田工程技术也是支持石油钻采 的重要技术之一。
03
石油钻采设备与系统
钻机设备
钻机
石油钻机是石油钻井作业的核心设备，包括陆地钻机和海洋钻机。陆地钻机主 要有车装钻机、拖挂钻机等类型，海洋钻机则包括自升式钻机和半潜式钻机等 。
以上只是石油钻采设备与系统的简要 介绍，实际石油钻采过程中涉及的设 备与系统更为复杂和多样。
04
石油钻采行业的挑战与展望
石油钻采行业的挑战与展望
• 石油钻采是石油工业的核心环节之一，涉及勘探、开发、生产等多个阶段。随着全球能源需求的持续增长，石油钻采行业 面临着诸多挑战，同时也孕育着巨大的发展机遇。
始阶段
19世纪初，人们开始尝试用钻探 技术开采石油，当时的钻井技术
简单，设备粗陋。
技术革新
随着科技的进步，20世纪出现了旋 转钻井技术、定向钻井技术和水平 钻井技术等，使得石油钻探效率大 幅提高。
全球化发展
20世纪末至21世纪初，石油钻采行 业逐渐全球化，国际石油公司进入 新兴市场，同时，国家石油公司也 在积极拓展海外业务。
pdc钻头名词解释
PDC钻头名词解释1. 引言PDC钻头是石油钻采工具之一，广泛用于石油勘探和采油作业中。
本文将对PDC钻头进行详细解释，并探讨其相关技术和应用。
2. PDC钻头概述钻头是一种用于在地下钻孔的工具，PDC钻头是其中一种类型。
PDC（多立克结晶体）是一种非常坚硬的合成金刚石制成的切削材料，常常用于制造高效、耐用的钻头。
PDC钻头以其高度的切削效率和出色的耐磨性而备受石油工业的青睐。
3. PDC钻头结构和原理PDC钻头通常由刀具体和钻头体两部分组成。
3.1 刀具体刀具体是PDC钻头的中央部位，由多个PDC切削齿粘结在刀具体表面上。
这些切削齿通常由金刚石颗粒通过高温高压制成，然后与刀具体表面粘合。
PDC切削齿的形状和布局可以根据不同的应用需求进行设计，以实现更好的切削效果和稳定性。
3.2 钻头体钻头体是PDC钻头的外层部分，通常由高强度的合金材料制成。
它的主要功能是固定PDC切削齿和传递钻探液到切削部位，同时提供必要的强度和刚性，以抵抗来自地下岩石的巨大压力和摩擦。
3.3 工作原理PDC钻头通过旋转的方式将切削齿与地下岩石接触，产生摩擦力，将岩石表面磨削下来。
同时，钻探液通过钻头体进入切削部位，冲刷碎屑并冷却钻头。
切削过程中，切削齿会因摩擦而加热，但由于PDC切削齿具有良好的导热性，它们能迅速散发热量，避免过热造成切削效率下降或切削齿破碎。
4. PDC钻头的优势相比传统的钻头类型，PDC钻头具有许多优势。
4.1 高效切削PDC钻头采用多个粘合在刀具体上的PDC切削齿，这种设计可以实现高效的切削，快速消耗岩石表面，提高钻探效率。
4.2 耐磨性强PDC切削齿具有良好的耐磨性，能够承受长时间的高强度切削，减少了频繁更换切削齿的需要，提高了钻头的使用寿命。
4.3 高度稳定PDC钻头的切削齿布局和形状经过精心设计，可以实现平衡切削力和稳定性。
它们减少了钻头的震动和偏离轨迹的可能性，确保了钻孔的准确度和质量。
4.4 适应多种地质环境PDC钻头可以适应各种地质环境，如软土、硬岩、砾石等。
牙轮钻头破岩原理
牙轮钻头破岩原理牙轮钻头是一种常用于石油钻探和岩石工程中的钻井工具，它的破岩原理是通过旋转和冲击来实现的。
在钻井过程中，牙轮钻头可以有效地破碎和清除岩石，从而实现钻井的顺利进行。
下面我们将详细介绍牙轮钻头的破岩原理。
首先，牙轮钻头的破岩原理主要依靠旋转作用。
当钻机启动时，牙轮钻头会开始旋转，通过其锋利的牙齿和高速旋转的力量，可以将岩石表面破碎并切割。
这种旋转作用可以有效地提高钻头的钻进速度，从而加快钻井的进度。
其次，牙轮钻头的破岩原理还依赖于冲击作用。
在钻井过程中，钻头不仅需要旋转，还需要不断地向下施加冲击力，以便将岩石打碎。
这种冲击作用可以有效地增加钻头对岩石的穿透力，从而更快地完成钻井作业。
此外，牙轮钻头的设计也对其破岩原理起着重要作用。
优秀的牙轮钻头设计可以使其牙齿更加锋利，旋转更加稳定，冲击更加均匀，从而提高其破岩效率。
同时，合理的牙轮钻头结构也能够减少钻井过程中的磨损和损坏，延长其使用寿命。
总的来说，牙轮钻头的破岩原理是通过旋转和冲击相结合来实现的。
旋转可以破碎和切割岩石表面，而冲击则增加了钻头的穿透力，使钻井作业更加高效。
合理的设计和结构也对牙轮钻头的破岩效果起着至关重要的作用。
在实际应用中，牙轮钻头的破岩原理需要根据具体的钻井工况和岩石性质进行调整和优化。
只有充分理解和掌握了牙轮钻头的破岩原理，才能更好地利用这一钻井工具，提高钻井效率，确保钻井作业的顺利进行。
综上所述，牙轮钻头的破岩原理是通过旋转和冲击相结合来实现的，合理的设计和结构对其破岩效果起着重要作用。
了解并掌握牙轮钻头的破岩原理对于钻井工程具有重要意义，可以帮助工程师更好地选择和使用钻井工具，提高钻井效率，保障工程顺利进行。
钻头基本知识和选型(技术员培训)
钻头基本知识和选型
Technology Development Centre ( EOTDC).Southwest.Drilling company of Zhongyuan Petroleum Engineering Co.Ltd Sinopec
量的问题。
使用环境因素对钻头性能的影响
影响PDC钻头机械钻速的因素： 钻头本身的因素和使用环境因素 钻头本身因素（或内因）包括：
钻头选型 PDC钻头对地层相对比较敏感，根据地层情况选择合适的钻头 型号或根据地层情况进行针对性的设计钻头，是非常重要的，也是PDC 钻头能否取得较好经济指标的前提和关键。
钻井工程数据
– 井身结构 – 井眼轨迹 – 泥浆性能 – 钻具组合 – 钻井参数
邻井钻头使用资料
岩石力学分析及应用
常用测井方式、代码和单位
测井代码 DT, DTc RHOB, DEN GR, GRc Pe CAL RES S-POR，S-PORc D-POR，D-POR N-POR ND-POR UCS-psi CCS-psi
钻头设计参数和制造工艺； 切削齿性能及质量；
使用环境因素对钻头性能的影响
使用环境因素包括：
地层岩性和压实强度； 使用的钻井参数；包括钻压、转速和排量等。
✓ PDC的刚脆性要求钻头旋转要平稳、减少振动，钻具组合时最好加上减振器， 减少振动，防止跳钻和溜钻；
✓ PDC的热敏性要求选择合适的排量，以达到清洗和冷却切屑齿。通过水力参 数计算，一般选择的排量要求钻头喷嘴的射流冲击力要达到40米/秒以上，钻 头比水马力要达到1.5马力/in2以上，以满足清洗岩屑和冷却PDC的要求，泥 浆环空最低返速达到0.6-1米/秒。
石油螺杆钻具介绍
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油气勘探
用于钻探油气藏，确定油 气藏的位置和储量。
地热开发
用于钻探地热资源，为地 热发电和供暖提供支持。
地质勘查
用于钻探地质构造，了解 地下岩层分布和地质构造 特征。
02
石油螺杆钻具的组成
转子
总结词
核心旋转结构
详细描述
转子是石油螺杆钻具的核心旋转结构，通过转子的旋转产生钻井所需的扭矩和 转速。转子通常采用高强度材料制成，具有较高的耐磨性和耐腐蚀性。
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定期检查
定期对螺杆钻具进行检查，确保 其性能稳定、安全可靠。
维护与保养
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清洗与检查
每次使用后彻底清洗螺杆钻具 ，检查其外观和性能是否正常
。
润滑与保养
定期对螺杆钻具进行润滑保养 ，延长其使用寿命。
维修与更换
对于损坏或磨损严重的部件， 应及时维修或更换。
存储环境
确保螺杆钻具存储在干燥、通 风的环境中，避免长时间暴露
石油螺杆钻具适用于中小型钻井作业，对 于大规模钻井作业，传统钻井方式可能更 具优势。
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石油螺杆钻具的选型与使用
选型因素
钻井需求
根据钻井的深度、地层 条件、钻井液类型等， 选择适合的螺杆钻具型
号。
钻机匹配
确保所选螺杆钻具与钻 机功率、转速等参数相 匹配，以充分发挥钻井
效率。
可靠性
成本效益
优先选择具有良好口碑 和稳定性能的螺杆钻具
市场需求增长
随着全球能源需求的增加，石油 和天然气勘探开发市场不断扩大， 带动了石油螺杆钻具市场的增长。
市场竞争加剧
随着技术的进步和市场的扩大， 越来越多的企业进入石油螺杆钻 具领域，市场竞争日趋激烈。
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三、牙轮钻头
一般地，钻软到中硬地层的
钻头兼有超顶、复锥和移轴；
钻中硬到硬地层的钻头在设计 上有超顶和复锥；钻极硬和研 磨性较强地层的钻头常采用单 锥牙轮，不超顶也不移轴。
三、牙轮钻头 3、牙轮钻头的分类及选用 1）IADC分类及编号 轮钻头生产厂商众多，这些钻头厂商提供了多种类型和结构的钻 头。为了便于牙轮钻头的选择和使用，国际钻井承包商学会（ IADC）制定了全世界统一的牙轮钻头分类标准及编号方法。 IADC规定，每一类钻头用三位数字代表，个数字意义如下： 第一位数字表示牙齿类型及适钻地层： 1- 铣齿，软地层； 2- 铣齿，中到中硬地层； 3- 铣齿，硬、研磨性或半研磨性地层； 4- 备用； 5- 镶齿，软到中等地层； 6- 镶齿，中硬地层； 7- 镶齿，硬、研磨性或半研磨性地层； 8- 镶齿，极硬、高研磨性地层
削软金属。刀片在钻压的作用下
吃入地层，与此同时刀刃前面的 岩石在扭转力的作用下不断产生 塑性流动，井底岩石被层层剥起 。
二、刮刀钻头 刮刀钻头钻进脆性较大的地层时，破碎岩石的过程则分为碰撞 、压碎及小剪切和大剪切三个阶段： （1）碰撞：刃前岩石破碎后，岩石对刀片的扭转阻力减小， 刀片向前推进，碰撞刃前岩石；
刮刀钻头适用于软地层和粘软地层。钻进时需要适当控
制钻压与转速，注意防斜、防蹩、防止刀翼断裂。由于刮 刀钻头在软地层中的机械钻速较快，岩屑量较大，宜采用 大排量钻进，充分清洗井底和冷却钻头。刮刀钻头钻进时 ，刀翼外侧线速度较高，磨损速度较快，钻头容易磨损成
锥形，此时要特别注意防斜和防止井径缩小。
三、牙轮钻头
三、牙轮钻头 1、牙轮钻头的结构 三牙轮钻头的基本结构：
钻头本体：有三片牙掌组装
焊接在一起,上部有连接丝扣。 牙轮：由牙轮体和牙齿组成 锥形的金属体。牙齿分 铣齿和镶齿两种类型
轴承及其储油密封装置
喷嘴
图13-1 三牙轮钻头的结构
三、牙轮钻头 2、牙轮钻头的工作原理 牙轮钻头在井底工作时，钻头 整体围绕钻头轴线旋转（称之为公 转），三个牙轮则依其自己的轴线 在井底滚动（称之为自转）。钻头
三、牙轮钻头 从1909年第一只牙轮钻 头问世后，牙轮钻头便在全 世界范围内得到了最广泛的 应用。三牙轮钻头是目前旋
转钻井作业中使用地最普遍
的钻头。这种类型的钻头具 有不同的牙齿设计和轴承结 类型，因此能够适应各种类型地层。在钻井作业中，根据 构 所钻地层性质正确选用合适结构的牙轮钻头，就可获得令 人满意的钻进速度和钻头进尺。
三、牙轮钻头 第二位数字表示所钻地层再细分为1，2，3，4四个硬度等级。 第三位数字表示钻头的结构特征： 1- 无密封滚动轴承； 2- T型外排齿保径；
3- 规径上有镶齿保径；
4- 密封滚动轴承； 5- 密封滚动轴承，规径上有镶齿保径； 6- 密封滑动轴承； 7- 密封滑动轴承，规径上有镶齿保径；
二、刮刀钻头 1、刮刀钻头的结构
刮刀钻头由钻头体、刮刀片、分水帽和喷
嘴四部分组成。
钻头体是刮刀钻头焊接刮刀片和分水帽的 本体，采用中碳钢材料加工而成。下端焊接 刮刀片和分水帽，上端车有丝扣和钻柱连接 。 刮刀片又称刀翼，是刮刀钻头主要工作部 件
二、刮刀钻头 2、刮刀钻头工作原理 刮刀钻头以切削方式破碎岩 石。刮刀钻头在软的塑性地层工 作时，其切削过程类似于刀具切
钻井中根据所钻地层性质合理选择和使用钻头，对提高钻
井速度具有重要的实际意义。
二、刮刀钻头 刮刀钻头是旋转钻井使用最早
的一种钻头，从十九世纪开始采用
旋转钻井方法的时候就开始使用这 种钻头，而且直到现在某些油田仍 在使用。 这种钻头主要用在软地层和粘
软地层，具有很高的机械钻速和钻
头进尺。 刮刀钻头最大的优点是结构简 单，制造方便，成本低，各油田可 自行设计和制造。
三、牙轮钻头 牙轮钻头除了对井底岩石产生冲
击、压碎作用外，还对井底岩石产
生剪切作用。牙轮在井底滚动的同 时还产生牙齿对井底的滑动，牙齿 的滑动对井底岩石形成剪切作用， 象刮刀钻头那样刮削井底。牙齿的
滑动主要是由牙轮的超顶、副锥和
移轴布置引起的。牙轮的超顶布置 和复锥牙轮引起切线方向的滑动， 牙轮的移轴布置则引起轴向方向的 滑动。
（2）压碎及小剪切：刀片在扭转力作用下压碎前方的岩石，
使其产生小剪切破碎； （3）扭转力增大，刀片继续挤压前方岩石，当扭转力增大 到 极限值时，岩石沿剪切面产生大剪切破碎，然后扭转力突然减小 。
碰撞、压碎及小剪切、大剪切这三个过程反复进行，形成刮刀
钻头破碎塑脆性岩石的全过程。
二、刮刀钻头 2、刮刀钻头的正确使用
主 要 内 容
1
钻头
刮刀钻头 牙轮钻头
2
3 4 5
金刚石钻头
PDC钻头
一、钻头
PDC钻头
金刚石钻头
刮刀钻头
Байду номын сангаас
取心钻头
扩眼钻头
牙轮钻头
一、钻头
钻头(Drilling Bit)是石油钻井中用来破碎岩石以形成井眼
的工具。我国常用钻头：
# 按类型分为刮刀钻头、牙轮钻头、金刚石钻头和 PDC 钻 头（又称复合片齿钻头）等四种； 按功用分为全面钻进钻头、取心钻头和特殊工艺用钻头（ 如扩眼钻头、定向造斜钻头等）。
8- 定向井造斜钻头；
9- 其它。
三、牙轮钻头
2）国产牙轮钻头分类
国产牙轮钻头按其结构特征分为八个系列，分别用代号Y、P 、MP、MPB、HP、HPB、XMP、XH表示，各代号的意义如下 ： Y-普通齿牙轮钻头； P-喷射式齿钻头； MP-滚动密封轴承喷射式齿钻头；
MPB-滚动密封轴承喷射式保径钻头；
HP-滑动密封轴承喷射式铣齿钻头； HPB-滑动密封轴承喷射式保径钻头； XMP-镶齿滚动密封轴承喷射式钻头；
三、牙轮钻头 据所钻地层性质的不同，国产牙轮钻头又分为七种不同类型，
按适用地层从软到硬的次序分别用数字（或字母）1（JR）、2（
上承受的钻压通过牙齿作用在岩石
上，使岩石破碎（压碎作用）。 牙轮在滚动过程中，以单齿、双齿交替接触井底，牙轮中心 的位置忽高忽低，使钻头产生纵向振动。
三、牙轮钻头
钻头在井底的纵向振动使钻 柱不断压缩与伸张，下部钻 柱把这种周期性变化的弹性
变形能通过牙齿转化为对地
层的冲击作用力用以破碎岩 石。这种冲击、压碎作用是 牙轮钻头破碎岩石的主要方 式。