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岩心钻探工艺之复合片钻头金刚石钻进

金刚石钻进

??一、概述

??1、金刚石钻进概念：用金刚石钻头在一定轴心压力下，以回转方式破碎孔底岩石的钻进方法。

??2、金刚石钻进的优越性：

??①钻进效率高（工艺恰当时，能提高一倍以上）；

??②钻孔质量好（钻孔弯曲小、采取率90%以上）；

??③装备轻，劳动强度低（常采用小口径）；

??④事故少（孔壁间隙小，钻具回转稳定）；

??⑤成本低（效率高、质量好、事故少，钻头销售，综合成本低）；

??⑥适用范围广（可施工不同角度、不同孔径、孔深及不同用途的钻孔，钻进1~12级岩石）。

??3、金刚石钻进的原理：金刚石碎岩是通过研磨、磨削、刮削、剪切、切削、压皱、压入、压碎等综合作用，加上高转速带来高频率的作用。

??4、金刚石钻进适应范围

??①岩石可钻性：1~12级；

??②孔径及孔深：不限。孔径28~300mm，孔深可达4000m；

??③钻孔方向：不限。可施工垂直孔、斜孔、水平孔和仰孔等；

??④在严重坍塌的漏失地层中钻进，钻进、护孔堵漏困难；

??⑤钻进坚硬致密岩层，钻头，会出现钻头不进尺的“打滑”现象；

??⑥在石英破碎带及研磨性很强的地层中钻进，钻头寿命短；

??⑦金刚石钻进还需要较好润滑性能的冲洗液冲洗润滑。

??5、金刚石钻具

??二、钻探用金刚石

??1、金刚石的分类：金刚石按成因分为天然金刚石和人造金刚石两大类，人造金刚石分为单晶、聚晶和孕镶块三种。

??2、人造金刚石聚晶：由十分细小的金刚石微粒组成的多晶金刚石，可根据需要加工成各种形状。

??3、人造金刚孕镶块：人造金刚石粉末和胎块金属粉末一起经压制烧制而成。

??4、人造金刚石聚晶复合片：是在高温高压条件下将金刚石聚晶层和硬质合金机体烧结一起的，钻头供应商，既具有金刚石的高硬度、高耐磨性，又具有硬质合金的抗冲击韧性和可焊性的复合材料，简称PDC。适应于钻进软~中硬地层。

??5、金刚石的特性：

??①硬度大、强度高，耐磨性好；

??②化学稳定性好。不与酸反应，与碱反应缓慢；

??③亲油疏水性，适合于用乳化冲洗液冲洗钻孔；

??④热稳定性差。在空气中，300℃开始氧化，800℃开始石墨化，900℃质量变化，1000℃完全消失。

??⑤性脆，抗冲击韧性差。

煤矿井下探水钻钻头怎样磨？钻头

1 以习惯手为支点，拿稳钻头，另一只手轻握钻尾；

2钻头切削刃口水平贴靠砂轮水平处外缘，切削刃与砂轮外缘线的角度约为60°或略小一些（标准为58-59°）；

2 钻头在顺时针方向旋转的同时钻尾向下压约10度角，进行刃磨；

3 钻头一次旋转30度角或稍大一些，注意不要磨到另一切削刃，磨两三次；

4 支撑点不变，将钻头旋转180°，有同样的方法刃磨另一切削刃；

5 磨好后，将钻头垂直(使其自然下垂即可)，拿在手中，检查所磨的钻头是否以它的中心线对称；

若不对称进行修磨；另外，横刃与切削刃的夹角应为50°--55°；

6 磨好后，将钻头旋转模拟钻切时的状态进行检查，看有没有不妥处，若有再进行修磨；

7 修磨横刃，即对称刃磨钻头后刃；

8 大钻头可用砂轮侧面进行刃磨，方法同以上；

9 钢口不好的麻花钻可将顶角适当磨大些。

操作指南 新钻头初次钻进： 　　

1．在钻头接近井底时将泵的排量开到较大，而后启动，将转速控制在30～60rpm。缓慢下钻直至钻头接触井底。 　　

2．为了形成新的井底，钻头厂家，在钻进初的1m左右深度井眼的过程中，应该按照推荐的起始钻压值施加钻压。表中提供了不同尺寸的各种型号钻头的起始钻压值。钻头的起始工作参数（钻压和转速）至少应维持钻完一只钻头的长度。 　　

3．新的井底形成后，就可以平缓、均匀地增加钻压直至达到正常钻进时的钻压水平。对于极软地层，该钻压与起始钻压非常接近。对于较硬的地层，钻头磨合形成新井底将花费较长的时间，终的正常工作钻压也较高。较佳的钻压值应该是：当钻压达到此值后，钻头的机械钻速ROP不再随着钻压新的增加而增加，或钻头扭矩已达到极限扭矩值。

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