随着钻机钻进深度的增加，钻进直径的加大，岩层在整个井筒占的比例加大，滚刀的寿命问题成为影响钻机钻井速度、效率和成本的关键。

1、破岩滚刀失效原因分析

在钻进过程中发现钻具跳动、蹩钻、扭矩加大和进尺变慢，可能出现部分滚刀失效或滚刀掉落。滚刀失效原因：

1.1滚刀刀齿磨损量过大，超过原齿高的70%。

1.2滚刀的轴承润滑油漏失或进泥浆，轴承磨损、卡住，刀轴磨损或断裂。

1.3滚刀刀壳破裂、掉块。

1.4刀齿折断率达到滚刀总齿数的30%。

1.5镶齿滚刀刀齿脱落率达到总刀齿数量的30%。

2、滚刀磨损。

2.1正常磨损。滚刀的正常磨损是随着刀齿和地层接触逐渐发生的。滚刀刀齿在一定钻压作用下压入地层，并通过钻头的旋转带动滚刀自转，通过压入、剪切或滑移将岩层破碎下来，这个过程也是刀齿磨损的过程。影响刀齿磨损的因素：

①地层的物理力学性质，主要是地层的磨蚀性;

②刀齿材料本身的抗磨性;

③滚刀在钻头上布置的合理性;

④在钻进过程中，钻进参数选择合理性，如钻压过大或过小、钻头吸收不合理、泥浆循环量小，形成重复破碎，则造成滚刀的磨损加快。

2.2非正常磨损。滚刀轴承不转动，如发生泥包钻头、轴承破坏、大块岩石或异物落孔造成滚刀轴承不能旋转，滚刀刀齿在地层表面滑移，单面刀齿很快磨损;滚刀除中心刀一般分为AB刀，相对对称布置，两把刀联合破碎岩石，如果其中一把刀失效，另一把刀不能全部破碎所担负环行圈上的岩石，滚刀刀体发生磨损，进而加速破坏。

3、提高滚刀寿命的技术措施和建议

3.1改进钻头结构。

①钻头采用全封闭式结构，迫使浆液从刀盘边缘，以较高的速度进入、横穿滚刀破岩移动区；

②在冲洗量和钻头转数的可能范围内，尽量集中冲洗，以利排矸，加导流板是其主要手段之一；

③在刀盘外围装设裙边式折流板，以提高液流速度和岩渣移动、吸收能力；

④在刀盘沿半径方向设置一椭圆形偏心吸收口，径向延伸，在不增加泥浆流量的情况下，提高径向流速，增强清除岩渣的能力，缩短岩渣流向吸收口的距离，旋转时迅速清理工作面，防止重复破碎；

⑤在偏心吸收口后侧装置扫帚式折流板，利用回转扒集岩渣，流向吸收口。例如，龙固矿主井超前孔钻头吸收口为长条状，0。3～0。6m，呈内窄外宽形;扩孔钻头采用底部鱼尾形，吸收口处于刀盘底角交汇处，效果较好；

⑥采用平底的超前孔钻头，使钻头体旋转运行平稳、晃动小；

⑦钻头体上布置撬板式扶正器，并加大扶正器的组装间距，减少钻头摆动，改善滚刀轴承的受力状况；

⑧在提吊能力允许的条件下，增加钻头配重块的重量，为牙轮滚刀切入岩石提供足够的比压，保证钻井的垂直度。

钻井法凿井是井筒特殊施工的主要方法之一。它也是机械化和自动化程度最高的、可靠的竖井施工方法。从国内钻井法凿井发展的现状和趋势看，尽管其技术和工艺都已基本成熟，但是，仍存在许多问题需要进一步研究改进。

目前，钻井法凿井在岩层中的钻进速度不能令人满意，致使该法只能钻冲积层和少部分基岩风化带，不能钻全深，究其原因主要是在中硬以上岩层中钻进，破岩滚刀磨损快、寿命短，钻井深度受到一定限制。今后，在加大竖井钻机钻进能力的同时，应从刀具材质、制造工艺等方面进一步开展提高楔齿牙轮滚刀寿命的专题研究，使钻井法凿井在我国煤矿井筒施工中得到更广泛的应用，实现竖井钻全深。