1.表鑲金剛石鉆頭的孔底碎巖進(jìn)程

把鉆頭上的一粒金剛石看作在軸向壓力Py和切向力Px效果下沿巖石外表移動(dòng)的切削具（圖4-19），巖石破碎時(shí)切向力Px耗費(fèi)在戰(zhàn)勝巖石抵抗破碎的反力Pg和摩擦力T上T=Pyf。

Px=PgT=PgPyf(4-8)

式中：f--金剛石與巖石的摩擦系數(shù)；Py--分配在一粒金剛石上的載荷。

1-被壓皺的巖石;2-巖石中的拉應(yīng)力;3-被壓碎,剪切的巖石;Ⅰ-鉆頭體;Ⅱ-表鑲金剛石出刃;Ⅲ-巖石

當(dāng)金剛石沿同心圓運(yùn)動(dòng)時(shí)，它向巖石傳遞必定的能量，巖石吸收能量后發(fā)生破碎并形成小的溝槽。在彈脆性巖石中，因?yàn)榇蟆⑿〖羟畜w的發(fā)生，溝槽的寬度大大超過了金剛石吃入巖石的深度。在破碎巖石的同時(shí)，金剛石逐步被磨鈍。這時(shí)磨鈍的金剛石在軸載的效果下使巖石發(fā)生應(yīng)變，應(yīng)變的結(jié)果是在巖石中出現(xiàn)一些微小的裂紋，使巖石的致密結(jié)構(gòu)被改動(dòng)（圖4-19）。裂紋的數(shù)量及其深度取決于傳遞給每粒金剛石的軸載大小和鉆頭轉(zhuǎn)速。金剛石被磨鈍后，必須在孔底某一點(diǎn)處多次重復(fù)補(bǔ)充載荷才可能使巖石發(fā)生破碎，即這時(shí)的巖石破碎進(jìn)程具有疲勞破碎的性質(zhì)。

2.孕鑲金剛石鉆頭的孔底碎巖進(jìn)程

孕鑲金剛石鉆頭的孔底碎巖進(jìn)程不同于表鑲鉆頭。因?yàn)樗玫慕饎偸w粒小，且埋藏于胎體之中，孕鑲鉆頭必須在鉆進(jìn)規(guī)程中堅(jiān)持自磨出刃的功能（稱為"自銳"），才能保持鉆速穩(wěn)定而不衰減。

整體來說，孕鑲鉆頭的實(shí)際碎巖機(jī)理類似于砂輪磨削工件，即以唇面上多而小的硬質(zhì)點(diǎn)（金剛石）對(duì)加工件（孔底巖石）進(jìn)行刻劃、磨削，并跟著硬質(zhì)點(diǎn)的逐步磨損和消失及粘結(jié)胎體的不斷磨耗，新的硬質(zhì)點(diǎn)又暴露出來參加工作。當(dāng)然，假如唇面金剛石出露較好時(shí)，也不掃除在磨削的同時(shí)存在著孔底的微剪切和微壓碎效果。實(shí)際上，砂輪在高速磨削工作中，自身也被磨耗，因?yàn)樗?自銳"效果而常處于鋒利狀況。對(duì)孕鑲金剛石鉆頭而言，假如胎體功能與所鉆巖石不適應(yīng)或沒有確保滿足的鉆壓，胎體不能超前磨耗并讓損失破巖才能的金剛石顆粒自行脫落，則無(wú)法完成"自銳"。在孔底進(jìn)程中表現(xiàn)為鉆頭"打滑"，鉆速敏捷下降。

不管表鑲或孕鑲鉆頭在孔底的工作進(jìn)程都是非常復(fù)雜的。鉆頭被鉆具緊壓在孔底巖石外表，鉆具的振蕩和彈性變形加強(qiáng)或削弱了加在孔底的鉆壓，而往復(fù)泵送出的壓力流體也是脈動(dòng)的，更加重了鉆具和鉆頭的振蕩。因此，學(xué)者們以為孔底還存在著微動(dòng)載的