鉆孔工程設(shè)計(jì)培訓(xùn)教程(編輯修改稿)
2025-07-27 11:51 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 胎體硬度。 鉆頭體：鉆頭鋼體部分，用中碳鋼制作，上部車有絲扣，用來與擴(kuò)孔器連接。 合理選擇金剛石鉆頭與磨料 生產(chǎn)實(shí)踐證明，金剛石鉆頭并非能全部順利鉆進(jìn)各類巖石，在某些巖層中鉆進(jìn)鉆速非常低甚至不進(jìn)尺（如俗稱的“打滑地層”）。因此，必須根據(jù)巖石的硬度、強(qiáng)度、研磨性、完整度進(jìn)行合理的選擇，做到鉆頭分層選用“對號入座”，以充分發(fā)揮金剛石鉆進(jìn)的優(yōu)越性。如果選擇不當(dāng)，不但不能發(fā)揮其效能，相反會增加金剛石的消耗量使鉆探成本增加、事故增多、效率低、質(zhì)量差，因此必須在設(shè)計(jì)與實(shí)際工作中重視這項(xiàng)工作。 ①在中硬至堅(jiān)硬巖層以及中、強(qiáng)研磨性巖層、破碎巖層中宜采用孕鑲鉆頭鉆進(jìn)。 應(yīng)根據(jù)巖石研磨性、完整度和可鉆性進(jìn)行選擇。表鑲鉆頭適用于軟的、中硬完整巖層鉆進(jìn)；孕鑲鉆頭適用于硬的、堅(jiān)硬的、破碎的和軟硬不均的、裂隙性的巖層鉆進(jìn)。 ：在研磨性強(qiáng)，很破碎、較軟、顆粒度粗的巖層鉆進(jìn)所選擇的胎體硬度應(yīng)大；反之，研磨性弱、均質(zhì)完整、硬度大、顆粒度細(xì)的巖層所選用的胎體硬度應(yīng)偏軟；而在研磨性強(qiáng)、硬度特硬的巖層不應(yīng)選用偏軟胎體，而是要選擇特硬的胎體，否則胎體很快被巖層磨損使鉆頭失去工作能力。 ：根據(jù)上述原則，目前常用的人造孕鑲金剛石鉆頭的金剛石濃度、粒度和胎體硬度的具體設(shè)計(jì)和使用時(shí)可按下表從不同廠家生產(chǎn)的鉆頭中選擇適合礦區(qū)地層的鉆頭。 巖石性質(zhì) 堅(jiān)硬 中硬 軟 金剛石粒度 細(xì) 100目 80—46目 粗 46目 金剛石濃度 低 50% 50—75% 高 100% 胎體硬度 較軟 HRC30177。 HRC40 較硬 HRC40—50 4合理使用金剛石鉆頭與擴(kuò)孔器 目的在于以最小的金剛石消耗量，取得最高的機(jī)械鉆速和最長的鉆頭使用壽命，達(dá)到降低成本。其原則是：先用外徑大的，后用外徑小的。同時(shí)也應(yīng)考慮先用內(nèi)徑小的，后用內(nèi)徑大的。這樣做的好處在于： ，避免掃孔； ，防止掃巖心而造成巖心堵塞或損壞鉆頭； 、擴(kuò)孔器下不到底被擠卡造成事故； “喇叭形“鉆孔，造成長距離掃孔； ，降低成本。 5鉆頭與擴(kuò)孔器、卡簧的配合 擴(kuò)孔器外徑過大，形成“臺階式”鉆進(jìn)，擴(kuò)孔器易崩刃或過早磨損，導(dǎo)致鉆進(jìn)效率低；而擴(kuò)孔器外徑過小就起不到擴(kuò)孔的作用導(dǎo)致鉆頭過早磨損。因此，擴(kuò)孔器的外徑與鉆頭外徑的合理配合尺寸為：—。 卡簧內(nèi)徑是巖心進(jìn)入內(nèi)管的第一道“關(guān)口”，若卡簧內(nèi)徑過大，則取不上或卡不住巖心而造成巖心脫落或殘留孔底過長；而卡簧內(nèi)徑過小，則會造成巖心堵塞或巖心頂死卡簧被迫提鉆。因此，它們間的配合尺寸是：—?，F(xiàn)場機(jī)臺使用時(shí)應(yīng)有2至3種規(guī)格的卡簧供機(jī)臺選擇，在使用時(shí)先用內(nèi)徑小的后用大的。值得注意的是短節(jié)與卡簧座為過渡配合，卡簧座的下端與鉆頭內(nèi)臺階應(yīng)有4—5mm的間隙（防止巖心堵塞）。 6金剛石鉆進(jìn)常見事故的預(yù)防措施 實(shí)際鉆進(jìn)中，當(dāng)巖層節(jié)理發(fā)育、巖石破碎或因工藝規(guī)程不合理及操作不當(dāng)，鉆具配合不好等因素存在時(shí)，將容易導(dǎo)致巖心堵塞。采取單動雙管鉆具鉆進(jìn)或?qū)ｉT的取心工具來進(jìn)行預(yù)防。單動雙管的內(nèi)管有扶正巖心、減少鉆具曠動和容納巖心的作用，同時(shí)卡簧座與鉆頭內(nèi)臺階必須有3至4mm的間隙，以保證內(nèi)管自由扶正巖心從而防止堵塞；而在節(jié)理發(fā)育、破碎傾角大的巖礦層中應(yīng)設(shè)計(jì)帶容納管的或活塞式的等專門取心工具。另外要保證巖心順利進(jìn)入內(nèi)管，主要的措施有：內(nèi)管光滑平直；雙管內(nèi)設(shè)減振機(jī)構(gòu)或加半合管；良好的卡簧自由內(nèi)徑和鉆頭內(nèi)徑的配合；精心操作，技術(shù)參數(shù)穩(wěn)定，不無故提動鉆具等。 當(dāng)井底鉆頭得不到充分冷卻時(shí)將會發(fā)生燒鉆，燒鉆事故嚴(yán)重時(shí)會伴隨惡性卡鉆和斷鉆桿等孔內(nèi)事故，因此應(yīng)該做好預(yù)防工作。 燒鉆事故主要原因：鉆桿中途滲漏，到達(dá)孔底沖洗液量不足；水泵工作不正常；巖心堵塞不及時(shí)提鉆；孔底巖層漏水；鉆速過快巖粉沒及時(shí)排清等方面的原因都會引起燒鉆事故。 事故征兆：泵壓突然增高，返水變小；回轉(zhuǎn)阻力增加，進(jìn)尺變慢或不進(jìn)尺；機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)不正常；柴油機(jī)聲音異?；螂妱訖C(jī)電流表值增高等均是發(fā)生燒鉆事故的征兆。 預(yù)防措施：①要防止沖洗液從鉆桿漏失?？稍谔徙@時(shí)認(rèn)真檢查鉆桿磨損情況，不合格都及時(shí)更換；下鉆時(shí)鉆桿接頭絲扣纏棉紗等措施。 ②要防止泵量不足?？赏ㄟ^經(jīng)常檢查水泵、使用變量泵和抗震性能好的抗震壓力表和隨時(shí)檢查水眼、水路是否暢通來實(shí)現(xiàn)； ③較軟地層控制鉆速，不得盲目加壓追求進(jìn)尺。地層由硬變軟時(shí)，壓力要隨之改小。 ④經(jīng)常修磨水口、水槽。要求水口高度不小于3mm。 ⑤精心操作。操作者隨時(shí)觀察泵壓表、孔底壓力表、電流表（使用電動機(jī)時(shí)），孔內(nèi)返水情況，觀察進(jìn)尺速度和動力機(jī)的負(fù)荷變化，發(fā)現(xiàn)異常立即提鉆。 ⑥下鉆不能一次到孔底。 ⑦發(fā)現(xiàn)巖心堵塞或蹩泵時(shí)，應(yīng)立即提鉆。不得用加大壓力或加快轉(zhuǎn)速的辦法來處理。 ⑧保持孔內(nèi)清潔。同時(shí)也要經(jīng)常清除清除沖洗液凈化系統(tǒng)內(nèi)的雜物異物和沉渣。 8金剛石鉆進(jìn)技術(shù)參數(shù) 在正確選擇金剛石鉆頭的情況下，金剛石鉆進(jìn)效率取決于鉆進(jìn)規(guī)程參數(shù)的合理調(diào)節(jié)，即鉆頭軸向載荷、鉆頭轉(zhuǎn)速和沖洗液量。許多可變因素對規(guī)程參數(shù)均有直接影響，如巖石物理機(jī)械性質(zhì)、鉆頭類型、鉆孔直徑和深度、所用設(shè)備與鉆具
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