钻进工艺(之一)——怎样用好钻头

人造金刚石钻头作为一种新的碎岩工具,它与钢粒和硬质合金钻进,在钻进工艺(即使用方法)上有很大的不同,甚至也有别于一般天然金刚石钻进.这就是说,有了人造金刚石钻头,有了相应的设备和专用钻具外,我们还要懂得正确使用它.不然,尽管有很好的钻头,如果采用的钻进工艺不当,也不可能达到预期的效果.因此,钻进工艺是使人造金刚石钻头的效能得到充分发挥的重要保证.     

人造金刚石钻探技术:(7)钻机和水泵

人造金刚石钻探用的钻机和一般岩心钻机的结构原理基本上是一样的,都是由三大系统所组成:即传给钻具回转力矩的回转系统,调节轴心压力的给进系统和升降钻具的升降系统.但是,由于人造金刚石钻头在钻进工艺上与钢粒或硬质合金钻进有很大的不同,所以,对钻机的性能也有不同的要求.1.人造金刚石钻进工艺对钻机的要求首先是高转速.实战证明,用人造金刚石钻头钻进时,转速愈高,效率愈高.这是因为目前使用的人造金刚石颗粒细小,在钻头上的出刃很有限,钻进时吃入岩石的深度就更小了,所以只有高转速才能充分发挥其破碎岩石的效能.在现有技术条件下,正常钻进转速可达1000～1500转/分左右.     

硬岩人造金刚石钻头的初步研究

目前,在坚硬、研磨性强的岩层中钻进,人造金刚石钻头的平均寿命约为30米;而在硬脆地层中,平均寿命只有15米左右.因此,研制高效长寿的人造金刚石钻头,对推广绳索取心技术,提高钻进效率和降低钻探成本都具有重要意义.提高硬岩钻进中人造金刚石钻头质量的途径为了提高人造金刚石钻头的质量,使之达到高效长寿,首先必须了解人造金刚石的特性.金刚石是碳元素在高温高压下的结晶     

扩大金刚石钻进的使用范围

我国自1975年开始全面推广小口径金刚石钻进技术以来,取得了可喜的进展. 从金刚石开采的历史来看,全世界金刚石的开采量或是目前已发现的储量都是很有限的,而且生产一克拉金刚石需要处理大量砂、砾石和岩石.针对金刚石资源的这一特点,必须大力发展人造金刚石. 我国在人造金刚石钻探技术方面也已取得了较大的进展.为了进一步扩大金刚石钻进的使用范围,除了研制不同胎体和不同结构型式的孕镶金刚石钻头外,还必须对目前国外已得到大力发展的复合体钻头和金刚石压块钻头给予极大的注意. 复合体上的金刚石层是金刚石微粒非定向排列压成的共晶体,基本上具有各向同性的特征,韧性很大,硬度接近单晶金刚石而比立方氮化硼高3倍,热     

钻进工艺(二)——乳化冲洗液

在钻进过程中,洗井的主要目的是为了及时地清除井内岩粉,同时冷却钻头.洗井的方法,除一般使用的清水洗井以外,在特殊情况下还有泥浆洗井、空气洗井以及盐溶液洗井等等.人造金刚石钻进与钢粒或合金钻进不一样,它具有口径小(环状间隙小)、转速高、进尺快的特点.这样一来,钻具与井壁间就要产生较大的回转摩擦阻力;钻头端面的金刚石在迅速刻取岩石的同时也要产生大量的摩擦热.因此,金刚石钻进要求洗井液     

乳化液在人造金刚石钻进中的减摩作用

用人造金刚石钻头钻进时,为了能高速回转,目前多使用乳化液冲洗钻孔.乳化液的应用不仅提高了钻进效率,延长了钻头、钻具寿命,还提高了岩心采取率.要正确地选择和用好乳化液,就必须对它进行深入的研究.要研究的内容很多,我们仅对乳化液     

国外人造金刚石及其在地质钻探中的应用现状与发展

六十年代人造金刚石投入工业生产之后,很快被运用于地质钻探,并取得了良好的效果.现在国外许多孕镶地质钻头已采用人造单晶金刚石制作,并有效地被用于钻进中硬及硬岩;人造表镶单晶钻头,也投入了试验;聚晶和复合体钻头也获得了较快的发展,这些都标志着人造金刚石在地质钻探中的运用已跨入了一个新阶段.     

绳索取芯式冲击回转钻具研制工作的新进展

绳索取芯钻进方法,可借助于钢丝绳从钻具内把每回次所钻岩芯提取到地面,省去了许多上下钻具工序,从而能够较大幅度地提高纯钻率和台月效率,并带来一系列其他好处,尤其是深孔钻进,优越性更为明显.因此,在一些钻探技术发达的国家中,绳索取芯技术得到了较普遍地推广应用. 近年来,我国也开始推广应用这项新工艺,并取得了很好的经济效益.但在绳索取芯钻进过程中,由于钻头唇部厚度比普通钻头厚,钻头刻岩面积也     

投砂研磨法在绳索取心钻进中的应用

绳索取心钻进中,特别是深孔钻进,岩层变化复杂,某一钻头不可能对多种岩层都具有良好的适应性.在某些较硬且研磨性弱的地层中钻进,往往会出现人造孕镶金刚石钻头的“抛光”和“打滑”现象,时效极低.对于这种现象,以往常采用砂轮打磨法或酸腐蚀法使钻头金刚石重新出刃,以改善钻头进展状况.但这两种方法都必须把钻头提出地表,因而造成大量时间的浪费,且对钻头的破坏作用也较大,特别是砂轮打磨法.这里向大家介绍一种坑道钻现场曾经用过的投砂研磨法. 投砂研磨法,不需将钻具提离孔底,而是在钻头出现抛光或进尺很慢的情况下,将砂粒由孔口投入孔底进行研磨钻进,使金刚石出刃.操作过程如下:首先,在地表选择一些较为坚硬的岩块,把岩块砸成碎粒状,粒径约4～6毫米;在内管提取上来之后,将     

一种新型绳索取心钻头的试验效果

当前,在推广绳索取心钻进技术的过程中,普遍存在着钻头碟形变相及硬岩“打滑”和寿命较短等问题.因此,从钻头研究的角度来看,应该研制长寿命、高效率、稳定性好的人造金刚石孕镶钻头,以满足生产需要. 为此,我们研制了LT-2S型绳索取心孕镶人造金刚石钻头(以下简称LT-2S钻头),并先后在辽宁有色地质勘探公司102队兰家沟矿区、山东地矿局3队东邓金矿、内蒙地矿局113队金厂沟梁矿区进行了钻进试验,取得了较好的     

人造金刚石钻进的开孔问题

人造金刚石钻进时用什么钻头开孔好?用硬合金钻头开孔,受到岩石硬度的限制.硬合金钻头在坚硬岩石中钻进,效率低,成本高.采用大口径的人造金刚石钻头开孔也存在效率和成本问题.用钢粒钻头开孔,由于残留钢粒的存在,换径钻进时往往使人造金刚石钻头损坏而过早报废. 我队在漓渚铁矿区施工,地表岩石坚硬而且破碎,不得不采用钢粒钻头开孔,经三     

对人造金刚石钻进中烧钻原因的分析和处理意见

在金刚石钻进过程中,工作稍有疏忽,就容易发生烧钻.据研究部门测定,金刚石钻头在孔底,每转一圈,温度就要升高1.5～2℃.如在钻进中停止送水一分钟(转速以每分钟一千转计),金刚石温度将升到1500～2000℃,那就早开始碳化了,当然会出现烧钻事故.烧钻后,轻则钻头不能继续使用,重则使钻头、钻具和岩石烧成一体.我公司近几年在人造金刚石钻进的孔内事故中,烧钻事故竟占70%左右.     

异形唇面金刚石钻头钻进硬岩的效果

(一) 试验概况提高硬岩钻进效率,是绳索取心钻进中急待解决的问题之一。而改善钻头唇面形状结构,则是克服“打滑”现象,提高机械钻速,减少升管次数,增加钻头在井底工作时间的重要措施。为此,我们研制了不同唇面的人造金刚石孕镶钻头,     

乳化冲洗液在人造金刚石地表钻进中的应用

为了解决天然金刚石供应不足的问题,冶金地质系统与有关协作单位,遵照毛主席"独立自主,自力更生"的教导,最近几年重点进行了人造金刚石钻进技术的实验、研究工作,取得了不少的成绩.我们机台从1971年开始,分别在芳畈、团山沟、灵乡等矿区进行了人造金刚石地表钻进试验,通过几年的实践,我们体会到小口径金刚石钻进比钢粒钻进具有许多优点.在过去几年里,我国在天然金刚石和人造金刚石地表钻进中,转数始终较低,均为300～500转/分,钻头使用寿命也短.特别是人造金刚石钻头,由于单晶粒度(孕镶钻头上)较细,在低转数下,更难充分发挥其     

人造金刚石覆膜处理提高孕镶钻头寿命的探讨

近年来，我们在围绕提高人造金刚石孕镶钻头使用寿命和钻进时效的研究试验工作中，针对人造孕镶钻头在钻进过程中唇面金刚石脱落的现象，摸索对人造金刚石电化学覆镀金属膜工艺（简称覆膜），并用覆膜金刚石制作不同胎体性能的热压孕镶钻头，开展了生产试验对比。试验资料表明：在金刚石品级相同的条件下，金刚石经过覆膜处理后，对孕镶的使用寿命和钻进时效均有较大的影响，它是提高人造孕镶钻头制造质量的有效途径之一。     

破碎混合岩单管人造金刚石钻头试验报告

鞍山地质公司在棉花地区钻探施工中,遇到离地表100～300米的混合岩,裂隙发育,硅化程度也较高.采用双管人造金刚石钻头钻进时,岩芯堵塞严重,钻进效率很低,而用单管人造金刚石钻头钻进,则钻头寿命显著降低.1980年7月,鞍山地质公司与中南矿冶学院达成试验高效长寿的单管人造金刚石钻头的协议.协议要求:钻头寿命从原有的20米提高到30米;时效从原有的1.4米增加到1.8米.通过几个月的研究和试验,已完成并超过了所要求的指标.试验结果是:钻头平均寿命为41.1米,提高了105.5%,时效平均为2.04米,提高了45.7%.     

热压铁基孕镶金刚石钻头的试验研究

针对在坚硬致密岩石中钻进时效低和钻头使用寿命短的技术难题,分析了热压钻头的金刚石出刃与岩石研磨性等岩性之间的内在联系,认为钻头的胎体成分及其性能是关键,硬而带脆性的胎体性能有利于金刚石出刃,从而能提高钻进速度。因此,从热压金刚石钻头的胎体成分与性能研究入手,经过反复的试验研究,试制出了热压铁基孕镶金刚石钻头,取得了突破性的进展。在坚硬致密岩层中钻进,钻进时效由0.5 m左右提高到1.17 m,钻头寿命由10 m左右提高到21.31 m,解决了在坚硬致密岩层中钻进难的问题。试验研究结果说明,铁基合金是一种新型的金刚石钻头胎体材料,热压铁基孕镶人造金刚石钻头是一种新类型的金刚石钻头。     

ТДН——К1型岩心钻具

目前,在裂隙大的岩层和矿体中钻进时,采用T?-2型和T?H-4型的双管岩心钻具,配以59毫米或76毫米的金刚石钻头,岩心和矿心采取率应不低于70%.但是,采用这种钻具进行钻进,不是经常能够达到高指标,以致降低了工程质量.因此,为了能在极复杂的条件下进行钻进,试制了一种配备有正常胎体厚度的金刚石钻头的T?H-K1型岩心钻具(图1).T?H-K1型钻具可以在9～12级裂隙大或裂隙小的岩层和矿体中采取岩心和矿心.钻具是由外管     

苏州马环连接线强风化安山玢岩地质勘察钻探技术

强风化岩体裂隙节理发育,风化程度不均,岩石强度软弱不均,为提高钻进效率,改常规的复合片钻头为孕镶金刚石钻头,使钻进时以研磨岩石方式改为切削岩石方式;为提高岩心采取率,保护取心钻具内强风化岩心及防止钻具内岩心段间相互研磨,改单管钻具为单动双管钻具,采用相对优质泥浆进行护壁,预防钻进及提下钻时的卡钻。     

乳化液在人造金刚石钻进中的减摩作用

在用人造金刚石钻头钻进时，为了使钻头能够高速迴转，必须使用乳化液冲洗钻孔。乳化液的应用不仅提高了钻进效率，延长了钻头钻具寿命，还提高了岩心采取率。使用乳化液的效果是非常显著的，应当对它进行更深入的研究，以便正确地选择乳化液品种和使用方法，以及根据不同情况配制特殊性能的乳化液（包括乳化泥浆）。因而也就需要研究乳化液在人造金刚石钻进中所起的作用。要研究的内容较多，仅就“乳化液对钻杆与岩石之间所起的减摩作用”进行的一些室内外试钻情况，分几个问题加以说明。