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【采礦課件】勘探鉆進原理-資料下載頁

2025-01-05 09:29本頁面
  

【正文】 量三個指標。(鉆壓)不同鉆壓下轉速與鉆速的關系表鑲金剛石鉆頭的鉆壓 PP=Gp ( kg or dN)式中 G— 鉆頭上的金剛石粒數; p— 單位金剛石上允許的壓力, Kg/粒。對細粒金剛石: p約 Kg/粒 。對中粒 : p約 Kg/粒 。對粗粒金剛石 : p約 23 Kg/粒 。 特優(yōu)級金剛石 : p約 5 Kg/粒 。孕鑲金剛石鉆頭的鉆壓 P=Sp( kg or dN)式中 : S鉆頭實際的工作唇面面積 , cm2。 p— 單位底唇面積允許的壓力, Kg/ cm2 。對中硬巖石 ,推薦 : p約 4050 Kg/ cm2 。對堅硬巖石或金剛石質量高者 p約 6070 Kg/ cm2 。直徑類型36(36)46(46)59(56) (66)75(76) 91表鑲鉆頭初始壓力 50100 50100 100200 100200 100200 250常壓 200400 300600 400750 500880 6001000 8001100孕鑲鉆頭 250450 400700 450850 5001000 6001100 8001500不同金剛石鉆頭的比壓具體確定鉆壓時,應分別對待 :巖石性質:鉆頭類型:金剛石:克取巖石的面積:施加鉆壓的階段性(磨合和正常鉆進)有關孔內壓力的傳遞問題(鉆孔深度、沖洗液、轉速對鉆壓的影響)? 轉速轉速;影響金剛石鉆進的另一個重要因素。在一定條件下,轉速越快,鉆速越高。轉速與金剛石的磨損關系比較復雜。若其它條件正常,二者之間存在一個合理值,即在某一轉速下,金剛石磨損量為最小。轉速過大或過小,金剛石的磨損量都較小。 通常以圓周線速度來規(guī)定鉆頭的轉速。孕鑲金剛石鉆頭的周速應達到 。表鑲鉆頭所用的金剛石粒度較大,在鉆進中允許有較大的切入量。所以,要求的轉速可比孕鑲鉆頭低些。由于出刃量大,在回轉中容易折斷或損傷,不宜高轉速。線速度一般為 12m/s。選擇合理的轉速還應考慮以下:巖層 的性質, 在中硬完整的巖層中鉆進,可采用高轉速;如果巖層破碎、裂隙發(fā)育、軟硬不均、孔壁不穩(wěn)、不均,宜采用低轉速。 鉆孔的結構和深度, 鉆孔結構簡單、環(huán)空間隙小,孔深不大,宜采用高轉速;反之,應降低轉速。 機械設備、鉆桿柱及鉆具的能力。? 沖洗液量 ? 沖洗液通常是金剛石鉆進的另一重要規(guī)程參數。一般根據液流上返速度來確定金剛石鉆進所需的泵量 Q:Q=6sv( L/min),(6是由單位換算所產生的系數 )式中: v不小于 。s鉆孔的環(huán)空面積 ,cm2.由于表鑲、孕鑲金剛石鉆頭鉆進時鉆孔環(huán)狀間隙小,沖洗液的流動陰力很大,所以金剛石鉆進基本是以不大的泵量和較高的泵壓來工作的。另外,泵壓是反映孔底工況的敏感參數之一。防止金剛石鉆頭燒鉆是生產中一項重要的工作。試驗表明:當轉速為 800r/min,鉆頭唇面壓力為 10Mpa時,鉆頭每轉一圈,胎體溫度升高 ℃ 。所以鉆進中若沖洗液停止循環(huán) 12min,便可能造成燒鉆的惡性事故。金剛石鉆進存在正常規(guī)程和臨界規(guī)程。在正常規(guī)程中,鉆頭胎體溫度正常,功率消耗平穩(wěn),同時鉆頭磨損輕微;而在臨界規(guī)程下,鉆頭胎體溫升急劇上升,功率消耗劇增,鉆頭磨損嚴重,甚至出現燒鉆。胎體溫度與鉆壓和轉速的關系功率消耗、機械鉆速與鉆進規(guī)程的關系胎體溫度與沖洗液的關系鉆頭磨損與鉆進規(guī)程的關系?金剛石鉆進的臨界規(guī)程轉速r/min軸向壓力( kg)100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000600 60 160 190 190 560750 100 70 100 590950 70 80 80 620 650 6701180 90 120 6401500 50 70 120 550金剛石( 200400微米)鉆頭胎體溫度與軸向壓力和轉速的關系鉆進功率消耗 (kw)與軸向壓力和轉速的關系轉速r/min 軸向壓力( kg)100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000600 750 950 1180 1500 用該 鉆頭鉆進花崗巖時 ,其最高鉆速不得超過臨界值37mm/min,否則將出現胎體溫度劇增的嚴重后果。指標 沖洗液泵量( L/min)15 20 30胎體溫度 ℃ 725 640 550鉆進功率消耗 kw 沖洗液泵量對胎體溫度和功率消耗的影響鉆頭磨損與鉆進規(guī)程的關系第三節(jié) 鋼粒鉆進工藝Chilledsteel shot drilling techniques? 鋼粒鉆進規(guī)程包括:投砂方法及投砂量、鉆壓(軸向壓力)、轉速和沖洗液量(泵量)等方面。? 一、投砂方法及投砂量 一次投砂法:一次投砂法就是在鉆進開始前,把一個回次所需的鋼粒一次投入孔底??妆谕暾麜r,則從孔口直接投入;孔壁破裂時,則當鉆桿下到接近孔底時,從鉆桿中投入。從投砂方法來說,一次投砂法比較簡便,所以使用較廣。一次投入的砂量對回次鉆程時間的長短、鉆進效率、鉆孔質量及管材消耗方面都有影響。 結合投砂法:又稱分批投砂法。這種方法是在回次開始前先投入一定數量的鋼粒,待鉆進一定時間后再分別補投 12次。這捉方法在一定程度上改善了一次投砂法擴大孔徑和磨細巖芯的缺點。但中途停鉆補砂、費時麻煩,其至可能引起巖芯堵塞或巖芯脫出。結合投砂法比較適用于硬、完整、深孔中使用。先投入砂量的 5060%,然后再分 12次補投其余部分。連續(xù)投砂法,無理想連續(xù)投砂器,很少采用。圖 - 11 一次投砂量對各鉆進參數的影響(單位, kg) 表 - 5? 二、鉆壓 在鋼粒鉆進中,鉆壓是保證鋼粒在孔底破碎巖石的必要條件。鉆壓是巖石破碎和牽動鋼粒所需連系力的主要依據。鋼粒鉆進中必須有足夠大的鉆壓。P=pS 式中: P軸向鉆壓 kg; p鉆頭單位唇面面積所需的壓力 kg/cm2, S鉆頭唇面的實際面積 cm2 。 大量的試驗表明:鋼粒鉆進的單位壓力存在一個最優(yōu)值。實踐表明:單位壓力的最優(yōu)值取決于鉆粒強度、巖石級別以及鉆頭轉速等因素。圖 - 12 不同鉆粒對最優(yōu)對最優(yōu)單位壓力的影響(鉆粒直徑 3mm)1-鐵砂( σ =380kg) 2-合金 鐵 砂( σ=580kg) 3-純鋼砂( σ=575kg) 4-鋼粒( σ=1900kg) 圖 - 13 不同巖石對最優(yōu)單位壓力的影響1- 12級石英巖 ; 2- 9級斜長花崗巖; 3- 8級花崗巖圖 - 14不同轉速對最優(yōu)壓力的影響單位壓力, kg/cm12級石英巖 D = 91mm機械轉速cm/h40 50 60 70 80 90 100322824201612840 20 3036n=123r/minn=284r/minn=381r/min在鋼粒鉆進中,雖然最段單位壓力可達 7595kg/cm2,但實際上所選用的單位壓力大都低于此值。在生產中常用的壓力見下表所列:巖石級別 78 89 10 單位壓力 (kg/cm2) 3035 3540 4045鋼粒性能 直徑 3mm,抗壓強度 1200 kg/粒,硬度HRC50? 三、轉速鉆頭的轉速大小關系到鋼粒在孔底滾動的速度和克取巖石的頻率。鋼粒的相對抗壓強度是隨巖石硬度的增加而降低的。在硬度大的巖石中,鋼粒的抗壓強度相應變小,如果轉速過大,則更易使鋼粒過早破損而失效,所以以采用較低的轉速為宜。在硬度較低的巖石中,鋼粒的相對抗壓強度較大,所以可采用較高的轉達速。圖 - 15 不同巖石在轉速變化時對機械轉速的影響 1- 12級石英巖 ; 2- 9級斜長花崗巖; 3- 8級花崗巖實際上在生產中選用的轉速較室內試驗所得的最優(yōu)轉速要低得多。巖石級別 79 10孔深 (m) 0200 200400 400 0300 300轉速r/min 180250 180 140180 180 150180110mm鋼粒鉆頭的轉速選擇參考表? 沖洗液量在鋼粒鉆進中 ,沖洗液流在孔底循環(huán) ,它不僅起著排除巖粉和冷卻鉆具的作用 ,更重要的還起著分選 \更新鋼粒和促使鉆頭唇面下合理布砂的作用。合理的沖洗液量應該 是既能保證有效地將鉆粉沖走、保持孔內清潔,能使多余的鋼粒在外環(huán)間隙中呈懸浮狀態(tài);又不至將有用鋼粒沖走而破壞孔底的工作過程。常采用下式計算鋼粒鉆進的沖洗液量: Q=kD 式中, Q— 鋼粒鉆進的沖洗液量 L/min , D— 鉆頭直徑cm, k— 送水系數, L/mincm。清水: k =53;泥漿: k =3 鉆頭水口的大小直接影響到該處的流速。在鉆進過程 中水口是隨鉆頭的磨耗而變小的。為了不使水口處液流速度過大而影響正常的補砂,沖洗液量應隨水口變小而減小。一次投砂時,孔底鋼粒的數量不斷地磨耗而變少,鋼粒的平均尺寸也在不斷地變小,所以應隨砂量和砂粒的減小而把沖洗液量逐漸改小。若采用連續(xù)投砂法,孔底砂量基本不變,沖洗液量也可不因砂量而變,但應隨著鉆頭水口變小而改變沖洗液量。在采用一次投砂法時,在整個回次鉆程中,沖洗液量應分為數次、逐步改小,一般稱為 “改水 ”,不改水就會影響后期的鉆進效率。 沖洗液量的選取還必須依鉆壓和轉達速的大小而改變 .轉速一定時 ,鉆壓增加 ,最優(yōu)沖洗液量也應增加 。鉆壓一定時 ,轉速增加 ,最優(yōu)沖洗液量有所下降。圖 - 16最優(yōu)沖洗液量與單位壓力和轉速的關系第四章、沖擊回轉鉆進與沖擊、振動鉆進Percussion rotarytable drilling and percussion vibrat0ry drilling? 第一節(jié)、概述? 第二節(jié)、液動及氣動沖擊器? 第三節(jié)、沖擊回轉鉆進用鉆頭? 第四節(jié)、沖擊回轉鉆進工藝? 第五節(jié)、鋼絲繩沖擊鉆進與振動鉆進工藝第四章 沖擊回轉鉆進與沖擊、振動鉆進Percussion rotarytable drilling and percussion vibratory drilling? 第一節(jié)、概述? 第二節(jié)、液動及氣動沖擊器? 第三節(jié)、沖擊回轉鉆進用鉆頭? 第四節(jié)、沖擊回轉鉆進工藝? 第五節(jié)、鋼絲繩沖擊鉆進與振動鉆進工藝謝謝觀看 /歡迎下載BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAIT
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