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浅谈绳索取芯探矿钻机的金刚石钻头应该如何选用?

 发布时间:2023-07-23  浏览次数: 1127次

选择与地层相使用的金刚石钻头是影响钻探的关键因素,钻探的质量和效率直接影响着地质报告的质量和勘探成本。选择金刚石钻头的时候人们往往期望它时效高、易破碎岩石、还要寿命长,也就是说即好用又耐用,即高效又省钱。

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一、金刚石粒度、强度和浓度的选择


选择金刚石时候通常情况先考虑钻速的问题,然后再考虑钻头耐用度的问题;如果是比较硬、脆或者比较破碎的岩层,我们首先考虑寿命;如果是比较坚硬。致密的岩层则钻速和寿命要综合考虑。


1、结构完整、中硬及一下岩层的钻探

岩石对金刚石的磨损较弱,施加在单颗粒金刚石上的压力不需要很大就能以体积破碎的方式破岩,因而金刚石应选择较粗粒度的。因岩石的抗压强度不高,所以用较小的钻压就可以达到较高的钻速,那么选择较低强度的金刚石即可;金刚石浓度不宜过大。


2、坚硬致密、硬脆、破碎地层岩石的钻探

金刚石不仅要承受较大的轴向力和剪切力,好药承受较大的冲击力,必须要选择粒度较细、高强度的金刚石。


二、胎体性能的选择


胎体的耐磨性是影响钻头寿命的重要因素之一。胎体的耐磨性要与所钻岩石的研磨性相适应,即在进尺的同时让孔底岩石和磨粒对胎体金属产生适度的磨损,让金刚石保持良好的出刃状态。通常一个钻头的胎体耐磨性只适应某几种地层。影响胎体耐磨性的因素比较多:1、胎体合金的成份、自身硬度;2、胎体中金刚石的浓度;3、钻进中孔底的磨损状态等。

适应中硬以下的完整地层的钻头,在强研磨性、破碎地层中钻进的时候,则表现胎体耐磨性不足而磨损过快,金刚石破裂、脱粒。崩落下来的金刚石碎裂和高研磨性的岩粉在钻头的回转压持下又加快了胎体的磨损,加剧了金刚石的脱粒,钻头的使用寿命大大下降。

胎体硬度高的钻头在中硬以下地层中钻进表现为自锐性差,钻进效率低。遇到坚硬且研磨性弱的地层,如果胎体硬度太高,金刚石浓度太大,粒度太细,则胎体不易磨蚀,金刚石不易出刃,在回转压持下,钻头容易打滑。如果胎体硬度太软,金刚石脱落太快,所以说,选择合适的胎体硬度可以缩短提钻的间隔,有效提高效率,降低成本。


三、金刚石钻头水口的选择


在松软、破碎、易冲蚀的地层钻进,宜选择底喷或者侧喷式钻头来保证岩矿芯的采取;

在中硬及一下岩层中钻进,因为岩石的强度不高,钻速和寿命主要取决于排粉和冷却条件,所以选择多水口或者大水口的同心圆钻头;

而在坚硬致密的岩层钻进良好的排粉条件和过大的底唇接触面积会导致打滑,应该选择底唇接触面积为18-20cm²的热压平底拉槽挥着单阶拉槽钻头,可以使孔底岩粉局部富集,增强岩粉对胎体的磨损,使金刚石连续出刃。


四、钻头的使用


   金刚石钻头的选择固然重要,但是正确的使用和操作也应该重视,充分发挥各种钻头自身的技术特性和结构特点。搞好钻头的分层和定期交替使用,以达到预防孔斜超差和提高钻探效率的目的。


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