钻掘工程 - 图文 下载本文

稳定,级配就好。 ②扩孔器与钻头的配合:扩孔器的直径应比钻头直径大0.3~0.5mm,在硬岩中一般不能超过0.3mm。扩孔器外径过大,易加剧自身的磨损;过小,起不到扩孔保护钻头的作用。

双层岩心管金刚石取心钻具组合:1岩心管接

头;2外管;3.内管4扩孔器;5卡簧(生产中也有用砂子扭断岩心);6卡簧座;7钻头

(3)卡簧与钻头的配合:卡簧自由内径比钻头内径应小0.3mm左右,最大不超过0.5mm;卡簧的作用是卡取岩心,过小岩心易堵塞,过大,卡心不牢,岩心易脱落。

(4)内管底端与短接和卡簧座的配合:内管底端与短接和卡簧座3个部件装好后,将双管钻具放在垂直位置时,它们不致自由脱落,而且稍加用力才能拔开。这样可防止部件在钻进中脱落,造成蹩水和岩心堵塞。另外,双管钻具组装后,卡簧座底端离钻头台阶应有3~4mm的间隙,同样是为防止蹩水和岩心堵塞。 二、钻头的选择和使用

41

1、选择的原则* ①软、中硬和完整均质的岩层宜用表镶钻头;硬的、坚硬和硬脆的、软硬不均的、裂隙性岩层宜用孕镶钻头。 ②岩层研磨性愈强、愈硬,选用的金刚石粒度越细,金刚石品级应愈好。高研磨性岩层和特硬岩层均宜用孕镶钻头。③钻头胎体硬度应根据岩层的研磨性、破碎程度、硬度、颗粒等因素选择。一般岩层研磨性强、破碎严重、较软、颗粒度粗的,应选用硬的胎体;反之,研磨性弱、均质完整、硬度大、颗粒细的岩层,应选用软的胎体。

2、使用 (1)钻头排队使用:依孔(身)结构、岩性及每孔可能用钻头数量,按钻头内径大小排队用,尽量减少扫孔工作量。同一批钻头和扩孔器,使用前用游标卡尺测量内外径,并将数据及胎体硬度记在钻头的卡片上。先用外径大、内径小的钻头,-减少卡钻或扫孔工作量,避免岩心堵塞。每次下入的钻头与前个回次钻头直径差要小:8~9级岩石≤ 0.1mm;10~12级岩石≤ 0.05mm。钻完硬岩后较好的钻头用于钻软岩

(2)与针状合金分层混合使用:针状合金钻进7级以下中硬和软岩层,用金刚石钻进7级以上硬岩层; (3)合理地控制时效:时效过高影响钻头寿命;时效过低,得不到较高的经济效益。在钻压和转速的乘积为临界值的条件下,可能发生烧钻事故,因此,必须合理控制规程参数,不要盲目追求时效

3、钻具的振动及其预防 转速的高低对钻进有极大的影响,一般情况下,高转速比低转速好,但实行高转速钻进时,

42

钻具会产生不同程度的振动。钻具的振动不仅会影响钻进效率,而且使金刚石严重损坏。产生振动的原因很多,大体分为技术设备、工艺和地质方面的原因。除地质原因外,其它方面可以采取一定的措施加以预防:

(1)使用减振器防振 减掁器装于钻杆和岩心管之间,钻杆引起的振动被减掁器的弹簧吸收,增加钻具的稳定性。 (2)使用稳定接头减振 稳定接头用于增加粗径钻杆具的稳定性。 注意:不使用已经弯曲和磨偏的岩心管及磨钝、磨偏的钻头,适当加长岩心管。

(3)使用减振润滑剂 在钻杆柱上涂防掁乳化液或润滑剂:吸收钻杆对孔壁的冲击、减少钻杆与孔壁的磨擦力。 KABC-15润滑剂配制:将黑机油烧开(占65%),依次加入松香粉(20%)、沥青(10%)、石蜡(5%)不断搅拌,直完全溶合。

第六章 冲击回转钻

第一节 概述

一 概念 冲击回转钻进-在钻头已经承受一定静载荷的基础上,以纵向冲击力和回转切削力共同破碎岩石的钻进方法。 在早期人工锤击凿岩基础上发展起来的。

人类开采利用的金属、非金属矿产和可燃有机矿产都产于地壳的一定部位。它们是地球发展演化过程中一定阶段和一定地质条件下的产物。绝大部分矿床,其成矿物质都是来自地壳和上地

43

幔。因此,了解地球的构造及地壳和上地幔的特点,对研究矿床的成因和分布规律,具有重要的意义。

孔内钻具结构-在一般回转钻进钻具基础上,加一个冲击器。在取心钻进中,冲击器安装在岩心管上端;在无岩心钻进时,直接安装在钻头上方。

发展为两类:顶驱式-—在钻杆顶部用风动、液动或电动机实现冲击,用钻杆传递能量,深孔受限;潜孔式——以液力或气力驱动靠近孔底的冲击器,同时由地面机构施加轴向压力和回转扭矩,钻孔更快更深。 二、冲击钻进的特点

①设备简单,重量小。 ②钻液不循环,省水。 ③钻头碎岩是不连续的,磨损慢但钻效也低。

④钻头以自由落体碎岩,能有效破碎坚硬岩石,仅能钻垂直孔;提起钻具才需动力,故在设备功率相同时,冲击钻进可钻凿较大直径孔

钻进时,钻头在受到一定的钻压和回转力矩的同时,还受到冲击器以一定频率的冲击能量,钻头在孔底以冲击剪切和回转切削共同作用,破碎岩石。冲击回转钻进所需钻压减小,钻头转速降低,不但能提高钻进效率,而且降低钻头的磨损。

主要用于: 大直径供水井,维修条件不高的地方; 水文及工程地质勘察孔;露天矿井爆破孔; 桩基孔等

适用岩层及范围: 硬合金冲击回转钻进最适用于粗粒、

44