大口径孕镶复合体金刚石取芯钻探技术及其应用

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06-金刚石钻探技术

金刚石钻进工艺
（三）冲洗液泵量
2、泵量对钻速的影响
右图是钻进粉砂岩和花岗岩时，泵量对钻速的影响
钻孔弯曲与测量 Deflection&Logging
（1）随着泵量的增加，钻速增加，到一
定程度时，钻速趋于稳定；（2）随着泵量的增加，金刚石磨损量减
小，到一定程度时，磨损量趋于稳定；
（3）在泵量较小的情况下，随着泵量的减小，钻速急剧减小，磨损量急剧增大。
金刚石钻进工艺
二、金刚石钻进规程参数
钻孔弯曲与测量 Deflection&Logging
（三）冲洗液泵量
1、金刚石钻进对冲洗液量的特殊要求（ 3 ）钻孔环状间隙小，约 2—3mm ，水力损失大，故金刚石钻进时，冲洗液循环应具有较高的泵压。（ 4 ）孕镶钻头钻进，岩粉较细，加之孔底需有一定的岩屑帮助金刚石自磨出刃，故泵量相对较小（冷却作用的泵量较小，每厘米钻头直径只需 0.2~0.3L/min 就能达到较好的冷却效果）。
金刚石钻进工艺
二、金刚石钻进规程参数（二）转速
钻孔弯曲与测量 Deflection&Logging
1、转速与机械钻速、钻头磨损间的关系
（1）金刚石钻头与硬质合金钻头不
同，金刚石出刃小，是以多刃切削、研磨破碎岩石，要获得较好的钻进效率，
主要靠提高单位时间内的切削岩石的次
数。其变化规律基本呈线性正比关系。
通常以圆周线速度来规定钻头的转速。孕镶金刚石钻头的周速应达到 1.5-3m/s。表镶钻头所用的金刚石粒度较大，在钻进中允许有较大的切入量。所以，要求的转速可比孕镶钻头低些。由于出刃量大，在回转中容易折断或损伤，不宜高转速。线速度一般为1-2m/s。

金刚石绳索取心钻探技术

第二节绳索取心钻具
在目前的技术条件下，一般不宜钻进10～12级岩石，尤其是岩石的组织致密、颗粒细小无研磨性的极坚硬岩石，如石英闪长岩、石英
砂砾岩、石英磁铁矿等，或研磨性很强的硬、脆、碎岩石。
对粗粒金刚石: p约2-3 Kg/粒; 特优级金刚石: p约5 Kg/粒;
内、外管之间能保证有良好的通水性。
试验表明：当转速为800r/min，钻头唇面压力为10Mpa时，钻头每转一圈，胎体温度升高1.
金刚石钻进的临界规程（Critical condition of drilling）
转速过大或过小，金刚石的磨损量都较小。
p—单位底唇面积允许的压力，Kg/ cm2 。
在正常规程中，钻头胎体温度正常，功率消耗平稳，同时钻头磨5.37 6.56 6.91
1180
2.16 2.64 5.52
1500 0.48 1.44 2.16 5.56
用该钻头钻进花岗岩时,其最高钻速不得超过临界值 37mm/min,否则将出现胎体温度剧增的严重后果。
冲洗液泵量对胎体温度和功率消耗的影响
指标
胎体温度℃ 钻进功率消耗kw
90 120 640
1500 50 70 120 550
钻进功率消耗(kw)与轴向压力和转速的关系
转速
轴向压力（kg）
r/min 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
600
1.71 1.86 1.92 2.32 5.34
750
1.80 1.86 2.04 5.67
由于绳索取心钻进效率高、钻头管材以及动力消耗比较小，因此，钻进成本可大幅度下降。据有关资料统计，使用绳索取心钻进成本降低30％一40％。

亭子口水电站碾压混凝土(天然骨料)大口径取芯技术研究

亭子口水电站碾压混凝土(天然骨料)大口径取芯技术研究[摘要]碾压混凝土质量检查芯样获得率和折断率是评定碾压混凝土均匀性的重要指标，芯样的物理力学性能是评定碾压混凝土的力学性能及其均质性指标。

天然骨料碾压混凝土因其特殊性，取芯技术在国内尚属起步阶段，需进一步探索和发展。

本文通过亭子口水电站对该技术的成功研究和应用,为国内外同类型项目摸索开发出较为完整的施工技术,并积累了一定施工经验。

[关键词]天然骨料碾压混凝土取芯技术研究中图分类号：tu37 文献标识码：a 文章编号：一、项目概况1、工程概述亭子口水利枢纽位于四川省广元市苍溪县境内，是嘉陵江干流开发中唯一的控制性工程，是以防洪、发电、灌溉及城乡供水为主，兼顾航运，并具有拦沙减淤等效益的综合利用工程。

本枢纽工程等别为ⅰ等，工程规模为大（1）型，其主要建筑物拦河大坝、泄水建筑物、左岸灌溉渠首进水塔及渠首引水隧洞和垂直升船机上闸首为1级，电站厂房为2级，右岸灌溉渠首进水塔及引水隧洞为3级。

枢纽总体布置自左至右是：左岸非溢流坝段、坝后式电站厂房、底孔坝段、表孔坝段、升船机坝段和右岸非溢流坝段；导流建筑物由导流明渠、混凝土纵向围堰、一、二、三期围堰等组成。

水库正常蓄水位458m，死水位438m，设计洪水位461.3m，校核洪水位463.07m，总库容40.67亿m3，电站装机1100mw，通航建筑物为2×500t级。

本工程坝轴线全长995.4m，坝顶高程465m，最大坝高115m，共分50个坝段，从左到右依次为：1＃～16＃为左岸非溢流坝段，轴线长292.1m；17＃～20＃为厂房坝段，轴线长112.0m；21#为底孔门库坝段，轴线长20.8m；22＃～26＃为底孔坝段，坝顶宽31m，轴线长85m；27#～35#为表孔坝段，轴线长162.6m;36#为纵向围堰兼表孔门库坝段,轴线长25m;37#为升船机坝段,轴线长42m; 38#～50#为右岸非溢流坝段，轴线长260m。

钻探施工中孕镶金刚石钻头的适应性选择

钻探施工中孕镶金刚石钻头的适应性选择
何蕙岚;王久全;黄伟艇;王超;丁向忠;罗巍;高科;赵研;闻育民
【期刊名称】《矿产与地质》
【年(卷),期】2024(38)2
【摘要】孕镶金刚石钻头是进行地质岩心钻探必不可少的利器之一。

本文总结全球3大知名公司金刚石钻头的特性及其与不同地层的对应选择关系,认为他们在钻头对地层的适应性及钻头分类方式方面较国内有一定的优势。

在此基础上,针对国内目前存在的钻头胎体分类繁杂、选择困难、对地层的适应性较差的问题,本研究从钻头胎体类型、地层岩性和施工案例等3个方面,提出钻井施工中切实有效的钻头与地层对应选择方案,并研发出4种胎体配方能够满足从软岩层、中硬岩层—硬岩层、极硬岩层钻进需求,采用“字母+数字方式”对衍生的K系列、S系列钻头胎体进行标注,并在工程实践中取得良好应用效果。

【总页数】13页(P352-364)
【作者】何蕙岚;王久全;黄伟艇;王超;丁向忠;罗巍;高科;赵研;闻育民
【作者单位】金石钻探(唐山)股份有限公司;吉林大学建设工程学院;自然资源部复杂条件钻采技术重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】P634.41
【相关文献】
1.探工所深部钻探用孕镶金刚石钻头取得新突破
2.大陆科学钻探孕镶金刚石钻头胎体配方的前期研究
3.深部岩芯钻探孕镶金刚石钻头参数设计机理探讨
4.深部钻探绳索取心孕镶金刚石钻头的关键技术
5.孕镶金刚石钻头在围山城矿区钻探施工中的应用研究
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绳索取芯金刚石在煤田钻探钻进工艺的分析

【】５吕炳南，志强．陈污水生物处理新技术【．尔滨：尔滨工业大学出版Ｍ】哈哈社，０５０．２０，３２作者简介郑晓飞，中国矿业大学环测学院环境工程系ｏ级硕士。９李燕，中国矿业大学环测学院副教授，从事水污染控制的设计及科研工作。
２煤田钻探金嗣石的必要条件性能取决于可靠的绳索取芯钻具
取芯数量多，岩煤芯直径大是煤田钻探地质要求的恃点之一。而每个回次取芯的成败金刚石钻进是否能够正常进行的关键。以前钻进工艺主要是采用单管取芯问题不少，如取芯成功率低，可靠性差，经常出现岩芯采不上来和岩芯中途脱落的现象。这不仅影响钻头的使用寿命，而且增加不少的辅助时间。可说是费时．费力效益不高。绳索取芯一种双管
取芯工具。
泵量是打煤的关键，直径９ｍ５ｍ的钻头控制６～０ｌｉ０１０ｍｎＪ￣为合适，硬煤８０—１０／ｉ；软煤６０Ｌｍｎ０～８Ｌｍｎ０／ｉ。这对大多数煤层都是适用的。如果泵量控制不当，煤芯就有被冲掉的可能。转数的快慢对取煤没有明显的影响（当然是相对的）。因见煤后并不改变转数，也就是说原来在顶板钻进时是什么转数，见煤后仍然采用什么转数。－￣２ｏ～６０／ｎ－￣５０ｎ￣间。ｍｉ
１金翻石绳索取芯的基础取决于钻头的质量
钻头是钻进的主要工具，钻头的好坏直接影响钻进效果。因此钻头是在钻进工艺的基础。而绳索取芯钻进工艺对钻具钻头要求严格，特别注意以下两个方面的问题：１）要保证钻具钻头的加工质量，金刚石钻头的制做方法较多，工艺复杂质量指标多，要求严格。２要有质量好的金刚）石。金刚石的质量是金刚石钻头制造在中最重要的因素之一，它的好坏直接影响钻头的性能。金刚石有着各种不同的特征，中其形状及表面状态可以肉眼鉴定。一般呈圆形或浑圆形且表面光滑的金刚石适合于钻探甩。因此，生产单位没有更多的测试手段。３要绝对保证钻头胎体与钢体之间）的粘结强度，在孔内正常情况下钻进，不能出现 “ 掉环”现象。４）胎体部分不应该有裂纹，包括横纹和竖纹，特别是横纹绝对不能有，以免在钻进过程中出现胎体掉块的现象。）５要保证钻头内径、外径的公称尺寸，在允许误差范围之内。６要正确选择钻头的类型。金刚石钻头的种类很）多，就金刚石选料来说有人造金刚石钻头和天然金刚石钻头之分；就金刚石的粒度来说也有很多级别，就镶焊形式来说有孕镶钻头和表镶钻头之分，选用钻头，必须根据本地区，本单位的地层情况，设备条件和工艺水平而定。所以选用人造孕镶金刚石绳索取芯钻头，使用效果不错。

砂卵石层金刚石钻进与取样技术浅谈

砂卵石层金刚石钻进与取样技术浅谈周宝惠（安徽省水利水电勘测设计院233000）[摘要] 砂卵石层钻进一直是水利钻探中的的难题之一，传统钻探一般采用以清水作冲洗液，跟管护壁，金钢石钻进。

这种钻探方法效率低、勘探周期长、取样质量较差，难以查明砂卵石层的级配和物理力学性质等。

本文介绍用木质纤维素制作的胶体加入粘土粉制备的泥浆作冲洗液，结合SD双管单动钻具对厚层砂卵石层进行钻探和取样，该方法较传统钻探方法有较大的改进，技术经济效果显著。

[关键词]砂卵石木质纤维素单动双管钻具1 前言我省长江以南地区以丘陵和山地为主，河流、湖泊众多，山区水力资料丰富，这一地区河流均分布有厚度不同的沉积岩、火成岩组成的砂卵石覆盖层，常见在厚度多在10～30m，局部厚度超过40m。

砂卵石层常夹有10～50cm的漂、卵石，偶夹有5m以上的大孤石；砂卵石层胶结与级配状况变化很大，夹有细砂透镜体，局部有架空层，透水性很强，是一种勘探取样难度很大的地层。

过去在对这类河床砂卵石覆盖层勘探中，一直采用跟管护壁，以清水作冲洗液，金钢石钻具钻进；遇砂卵石层松散时先行采用重型动力触探冲击、挤密，再用金钢石钻具钻进。

这种钻探方法效率低、勘探周期长，取样质量差，不能探明地基的承载力、沙性土层液化等问题。

本文作者在对江南石台县城市防洪墙勘探中，采用将木质纤维素胶体加入粘土粉泥浆中作冲洗液，结合SD钻具对厚层砂卵石层进行钻探和取样，取得了成功，现将该方法介绍如下。

2 冲洗液的配制与使用近年来在覆盖层钻探中常常以SM植物胶作冲洗液，利用SD钻具对砂卵石层进行钻进和取样。

SM植物胶冲洗液具有良好的护壁、冷却和润滑减阻作用，但SM植物胶在夏季发酵快，易变质，重复利用困难，浪费严重等问题。

我省江南地区粘土丰富，利用粘土粉制备的浆液粘度不够，疏水性差，钻进时达不到很好的护壁效果，因此作者想到利用木质纤维素胶体对土粘土粉制备的浆液进行改良。

2.1冲洗液的配制石台县附近砂卵石层结构较松散，多夹细砂透镜体，根据以往经验，该类地层钻探需冲洗液的漏斗粘度在5min左右。

黑龙江省嫩北农场金铜矿普查钻探施工技术应用

黑龙江省嫩北农场金铜矿普查钻探施工技术应用刘立鹏【摘要】黑龙江省嫩北农场金铜矿区,通过地质钻探技术验证物探与化探异常区域,为地质勘查工作提供直观的资料,矿区地层复杂,岩层较硬,钻具易磨损,施工难度大.针对该矿区地层特点,从设备选型、钻孔结构、套管、钻头选择、冲洗液等方面采取相适应的施工工艺及技术措施,取得了较好的效果.总结的经验和体会将对今后的钻探施工有所帮助.【期刊名称】《吉林地质》【年(卷),期】2018(037)003【总页数】5页(P67-71)【关键词】绳索取心钻进;钻具选择;钻进工艺;应用;嫩北农场矿区【作者】刘立鹏【作者单位】吉林省有色金属地质勘查局六0三队,吉林延吉 133000【正文语种】中文【中图分类】P6340 引言随时科技的进步，钻探技术领域相关理论和技术研究日新月异，黑龙江省嫩北农场金桐矿普查本着理论与实践相结合，通过普查找矿，为后期圈定矿体范围和评价质量提供直观线索，同时钻探技术为能够适应市场的需要与变革灵活打下长远的基础。

1 工程概况1.1 勘查区交通位置黑龙江省嫩北农场金铜矿区位于嫩江县北部门鲁河—嫩北农场一带。

嫩江县有至多宝山镇铁路和至多宝山镇、呼玛县的两条公路穿过嫩北农场工作区,交通较方便。

1.2 区域地质概况工作区位于小兴安岭西坡与松嫩平原过渡地带；大地构造位置属兴安岭－内蒙地槽褶皱区大兴安岭地槽褶皱系罕达气优地槽褶皱带罕达气断褶东、座虎滩凹陷。

地质上位于晚元古代新开岭隆起与加里东期岛弧区衔接部和中生代座虎滩火山—沉积盆地西部边缘构造叠合部位；区域成矿上位于罕达气-红叶家铜、金成矿带的西南段。

普查区所处的隆—拗构造叠加部位，由基底和白垩纪火山—沉积盖层构成。

1.2.1 区域构造大地构造位置属兴安岭－内蒙地槽褶皱区大兴安岭地槽褶皱系罕达气优地槽褶皱带罕达气断褶东、座虎滩凹陷。

区内褶皱、断裂构造较为发育，褶皱见北东向的背、向斜，断裂可分为东西、南北、北东、北北东、北西向。

金锐钻具——Φ132mm绳索取芯钻头

Φ132mm绳索取芯钻头一、产品介绍Φ132绳索取芯钻头属于金刚石复合片钻头系列产品，与金刚石内凹钻头（金刚石无芯钻头）、金刚石无芯钻头、金刚石刮刀钻头、金刚石扩孔钻头等属于同一系列产品。

二、产品规格型号三、产品优势金刚石复合片取芯钻头镶齿方式属于潜铸式钻钻头，是将金刚石PDC复合片通过高温银焊固定在钻头体的刀翼槽内，因其刀翼设计，复合片一般采用1304/1305复合片，针对F≤10以内岩层使用。

主要用于煤矿及地质勘探施工取芯使用，在我们所针对的煤矿行业，金刚石复合片取芯钻头被大量使用。

钻进比较松软的泥岩类岩层时，推荐使用金刚石复合片取芯钻头，因为这类钻头的耐磨性能突出，水口大，对于泥土层有比较好的进尺效率和工作时间。

金刚石钻头是矿物勘探行业中最常用的钻头。

因为它们的应用范围最广。

精心挑选的优质人造金刚石牌号分布在浸渍钻头的基体系列中。

的ZM矩阵层包含这些晶体分布均匀，镶嵌在金属粉末粘结。

我们的孕镶钻头的基体设计为在磨损时将新金刚石暴露在钻头切削面上。

由于此动作，快速穿透率保持不变。

C6，C9、C12系列我们的浸渍钻头制造，以提供最佳的渗透速度和钻头寿命，这是必需的。

将金刚石钻探成本降低到最低限度。

可用的尺寸如下：AQ，BQ，NQ，HQ，PQ / AQTK，BQTK，BQ3，NQ2，NQ3，NQTT，HQ3，HQTT，PQ3，PQTTT2系列：T246，T256，T266，T276，T286，T2101 T6系列：T676，T686，T6101，T6116，T6131T系列：T36，T46，T56，T66，T76，T86四、注意事项1、正常作业时，严禁突然反转改变运行方向，以防止复合片钻头脱落；2、在正常作业时，空压机主风路不能有漏气现象，要保证足够的风量与风压，以延长金刚石复合片钻头的使用时间；3、新复合片钻头第一次使用时、要低速磨合半个小时，再逐步正常使用；4、在地质恶劣的环境中运行，要降低轴压和转速，防止钻头断裂；5、在正常的钻孔作业时，若中途须更换钻头，要严格检查孔内是否有杂物，须保证孔内干净方可使用新的复合片钻头；6、新复合片钻头第一次使用时，要注意打孔部位的清洁，防止有杂物影响正常的使用；7、在正常的钻孔作业时，若中途须更换钻头，要严格检查孔内是否有杂物，须保证孔内干净方可使用新的复合片钻头；8、严禁使用弯曲的钻杆，以避免钻头因受力不均而加速钻头的损坏，影响正常的使用时间。

孕镶金刚石钻头在新集矿区坚硬岩层钻进中的应用

组煤。覆盖体以坚硬致密的花岗片麻岩和灰石岩为
主，其中ｌ煤、９煤顶有ｌ石英砂岩。１层（）细粒石英砂岩。现场岩芯为灰白色，以１石英为主，长石次之，局部沙泥岩呈不规则状，含
黄铁矿，坚硬致密，裂隙发育，岩芯破碎。岩石成
性及岩石的完整相适应；在正常钻进过程中胎体的
磨损速度应适当超前于金刚石的磨损，使金刚石的出刃量在１４ｍ，以表现出钻头的高效率和长Ｏ～０ｕ
寿命。
２孕镶金刚石钻头钻进原理与构成要素
２１孕镶金剐石钻头的磨削原理．
孕镶金刚石钻头钻进、破碎岩石的过程，是一
煤炭科学技术
２２月Ｏ年２Ｏ
殊要素，常见有矩形、弧边形、半圆形、阶梯形、
锥形及锥齿形。（）保径。在孕镶钻石钻头胎体的内外缘加５
面与孔底岩石接触面大、转速高、过水条件差，为
及时冷却金刚石和胎体，避免金刚石石墨化及重复
ｌ４
（）水口。水口是钻头冷却液流动的通道。３
其布置形式及数量直接影响钻头的冷却和岩粉的排
除。
（）唇面形状。唇面形状是金刚石钻头的特４
维普资讯
第３卷期０第２
文章编号：０５２３（０２２— ０４— ２２３— ３６２０）００１０
ＩｓｒｅｉｍｏｄｂｔａｐｉｄｔａｄｒｃｒｎｇｉｉｊＭｉｉｇＡｒａｎｅｔｄｄａｎｉｐｌｏｈｒｏｋｄＵｎＸｎｉｎｎｅｅｎ

孕镶金刚石钻头结构参数

孕镶金刚石钻头结构参数孕镶金刚石钻头是一种用于岩石和地下工程中的钻探工具，它的结构参数对其性能和使用寿命具有重要影响。

本文将从不同角度介绍孕镶金刚石钻头的结构参数。

钻头的直径是孕镶金刚石钻头的一个重要结构参数。

直径决定了钻头的钻孔尺寸，通常会根据具体工程需要选择合适的直径。

钻孔直径较大的钻头适用于大型工程，而较小直径的钻头适用于小型工程。

孕镶金刚石钻头的切削结构也是一个关键参数。

切削结构包括切削面的形状和数量。

常见的切削结构有单排切削面和多排切削面。

单排切削面适用于软岩和泥浆地层，而多排切削面适用于硬岩地层。

除了切削结构，孕镶金刚石钻头的孕镶方式也是一个重要参数。

孕镶方式包括孕镶材料和孕镶形状。

常见的孕镶材料有金刚石和硬质合金。

金刚石具有优异的硬度和耐磨性，适用于钻探硬岩。

而硬质合金则适用于钻探软岩和泥浆地层。

孕镶形状有锥形、平面和球形等多种形式，不同形状的孕镶适用于不同的地层条件。

孕镶金刚石钻头的冷却结构也是一个重要参数。

钻头在高速旋转和切削时会产生大量热量，如果不能及时散热，会导致孕镶材料失效。

因此，钻头通常需要有冷却液来降低温度。

常见的冷却结构有内冷和外冷两种形式。

内冷是通过钻头内部通道喷射冷却液，而外冷是通过钻头外部冷却液环绕来实现。

孕镶金刚石钻头的连接方式也是一个重要结构参数。

连接方式决定了钻头与钻杆的连接方式。

常见的连接方式有螺纹连接和夹紧连接。

螺纹连接简单可靠，适用于大多数工程。

夹紧连接则需要特殊的工具进行操作，适用于一些特殊情况。

孕镶金刚石钻头的结构参数包括直径、切削结构、孕镶方式、冷却结构和连接方式等。

这些参数的选择将直接影响钻头的性能和使用寿命。

在实际应用中，需要根据具体地层条件和工程要求来选择合适的结构参数，以确保钻头能够高效、稳定地完成钻探任务。

深部钻探绳索取心孕镶金刚石钻头的关键技术

深部钻探绳索取心孕镶金刚石钻头的关键技术
胡郁乐张晓西邓柏松魏宏超
（中国地质大学（武汉）武汉４０７），３０４
摘要
本文探讨了深部绳索取心钻探钻头的工作特征，在量化分析钻头寿命对钻探效率影响的基础上，
集成研究了提高深孔钻头寿命的一些措施，包括提高工作层高度、强保径、高保径规的高度、用金加提采
ＨｕＹｕｅＺｈｎａｘＤｅｇＢｉｏｇＷｅｎｃａｌａｇＸｉｏｉｎａｓｎｉＨｏｇｈｏ
（ｈｎｎｅｓｙｏｅｓｉｃｓ（ｈｎ，Ｗｕａ３０４ｈｎ）ＣｉａＵｉｒｔｆＧｏｃｎｅＷｕａ）ｖｉｅｈｎ４０７，Ｃｉａ
Ｓｕｎｗｏｋｉｅｔｅｎｒｔｃｌｔｃｎｏｏｙｏｒ－ｉｅｔｄｙｏｒｎｇｆａｕｒｓａｄｃｉｉａｅｈｌｇｆｗｉｅｌｎｃｒｎｍｐｒｇｔｄｄａｏｄｂｔｉｅｌｒｌｉｏｉｇｉｅｎａｅｉｍｎｉｎｄｅｐｈｏｅｄｉｌｎｇ
刚石有序排布技术、聚晶与工作层复合技术、末石墨装料技术以及采用合理钻进工艺参数等。所获得粉
的结论对提高孕镶绳索取心钻头的效率和使用寿命有积极作用。
关键词深部钻探；刚石钻头；索取心工艺金绳
中图分类号Ｔ７Ｔ６文献标识码Ｇ４；Ｑ１４ＡＤＩＯ编码１．９９ｊｉｎ１００３６／．ｓ．０６—８２２１．４０２ｓ５Ｘ．００．１１

孕镶金刚石绳索取心钻头的研制与应用

１４
叶兰肃等：镶金刚石绳索取心孕钻头的研制与应用
第１卷第４１期
孕镶金刚石绳索取心钻头的研制与应用
叶兰肃南青民
（．河北省地矿局探矿技术研究院１（．国土资源实物地质资料中心２摘河北三河河北三河０５０）６２１０５０）６２１
一
２１年８００月
主要研制内容。
１４胎体配方设计试验与优选．
地质装备
１５
于２００８年４１～Ｏ月，北地矿局探矿技术研究河
院在河北唐山滦县司家营铁矿区进行钻探施工，总的钻探任务３０Ｉ平均孔深８０ｍ。该矿区矿石２０Ｉ，Ｔ０矿物主要以石英为主 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 矿石以细粒变晶结构为主，其
１胎体配方的设计、验与优选试
１１胎体性能．
不同的金属；改变胎体中粘结金属的成分， ② 可采用含钴的锰白铜合金粉、６—６ —３青铜合金粉以及铜、镍、、钴锰等单元素粉末；改变骨架金属与粘结金 ③ 属的比例。随着胎体中骨架金属比例的提高其耐磨性提高，骨架金属成分比例低者耐磨性也低； ④改变烧结工艺，调整温度、压力及采用复烧等。复烧后胎
关键词：索取心绳
钻头
胎体性能
金刚石参数
水路系统
绳索取心钻探在金刚石钻进中得到了广泛的应

浅谈提高金刚石钻进取心质量的措施

浅谈提高金刚石钻进取心质量的措施摘要:从金刚石钻进技术和影响岩心采取质量的因素,谈提高岩心取心质量的措施。

关键词:岩心;代表性;钻具结构;钻进参数岩心钻探取出完整代表性岩心是进行地质研究的第一手资料。

因此,在钻探过程中,不仅要求提高钻进效率,而且要求重视采心质量,力求准确地从孔中采出能够全面代表相应孔段岩层的岩心,在数量上要有足够的体积,在质量上能够保持原生结构。

采取有效措施,提高取心质量有着重要意义。

1金刚石钻进技术1.1钻具的组配1.1.1钻具的级配选用的钻杆柱外径与钻头外径的配合关系,二者的外径差越小,级配就越好,越有利于钻杆柱的稳定。

如:Φ91mm的钻头配Φ73mm的钻杆, Φ75mm的钻头配Φ50mm的钻杆。

1.1.2扩孔器与钻头配合扩孔器的直径应比钻头直径大0.30～0.50mm,在硬岩层中一般不能超过0.30mm。

扩孔器的外径过大,易加剧自身的磨损;扩孔器过小,起不到扩孔、保护钻头的作用。

在钻进覆盖层时,用外径略大一些的钻头,可不配扩孔器,也可用代用扩孔器,但外径不比钻头大,因为钻覆盖层产生的岩屑颗粒比较大,量也比较多,要保证岩屑的顺畅上返。

而且覆盖层钻进扩孔太多对孔壁的稳定也不利,不管用什么样冲洗液都要保证对孔壁产生一层保护膜,扩孔对保护膜有破坏作用。

1.1.3卡簧与钻头的配合卡簧的自由内径应比钻头内径小0.30mm左右,根据地层破碎程度来选择。

卡簧过小,岩心易堵塞;过大卡不牢岩心,造成扫孔脱落岩心。

卡簧与钻头的间隙,钻破碎岩石3mm为宜,钻完整岩层可稍大一些。

1.1.4内管底端与短接和卡簧座的配合内管底端与短接和卡簧座三个部件装好后,将双管钻具放在垂直位置时,他们不至于自由脱落,而且稍加用力才能拔开,以防钻进中脱落,造成蹩水和岩心堵塞。

另外,双管钻具组装完后,卡簧座底端离钻头台阶应有3～4mm的间隙,同样是为了防止蹩水和岩心堵塞。

1.2钻头的选择和使用1.2.1钻头的选择⑴软的、中硬的和完整均质的硬岩层一般用表镶钻头;硬的和破碎的软硬不均的、裂隙性岩层用孕镶钻头。

孕镶金刚石钻头磨损机理研究

第60卷第2期2024年3月地质与勘探GEOLOGY AND EXPLORATIONVol. 60 No. 2March，2024孕镶金刚石钻头磨损机理研究杨展1，方小红2，3，谭松成2，3，杨凯华2（1. 中国地质大学（武汉）机械与电子信息学院，湖北武汉430074；2. 中国地质大学（武汉）工程学院，湖北武汉430074；3.岩土钻掘与防护教育部工程研究中心，湖北武汉430074）［摘要］孕镶金刚石钻头通过钻头胎体的持续磨损实现金刚石的自锐和高效破岩。

因此，研究金刚石钻头磨损的影响因素及其影响程度和影响机理，对孕镶金刚石钻头的设计和使用非常重要。

本次研究探讨了岩石物理力学性质、钻头胎体性能和钻进工艺参数等因素对孕镶金刚石钻头磨损过程和磨损机理的影响。

分析表明，对钻头磨损最为显著的影响因素是岩石中的硬质颗粒导致的磨粒磨损，其次是钻头胎体与岩粉之间的粘着磨损，以及冲洗液中岩粉颗粒导致的冲蚀磨损。

在此基础上，以不同硬度的钻头胎体摩擦磨损试验结果为例，探讨了钻头胎体性能及其内部硬质点对钻头磨损的影响机理。

该研究成果可为科学设计与合理使用孕镶金刚石钻头提供依据。

［关键词］孕镶金刚石钻头磨粒磨损粘着磨损冲蚀磨损［中图分类号］P634.4; TD41 ［文献标识码］A［文章编号］0495-5331(2024)02-0407-07Yang Zhan, Fang Xiaohong, Tan Songcheng, Yang Kaihua. Analysis of the wear mechanism of impregnated diamond bits[J]. Geology and Exploration, 2024, 60(2): 0407-0413.0 引言随着深部找矿工作的不断推进，所钻遇岩层类型与岩石性质在不同钻孔深度上变化明显，从而对孕镶金刚石钻头的性能提出更高要求（张德龙等，2022；谭现锋等，2023；王胜建等，2023）。

元坝272H井使用孕镶金刚石钻头的配套钻井液技术

钻进适用于岩性明确、度在４硬～６级的均质地层，合结元坝区块地层特点和钻探难点，主要用于雷口坡一飞现仙关地层井段。试验表明，钻井液密度１７在．０～２０／ｍ３．ｇｃ的井段使用螺杆钻具带ＰＣ钻头钻进，井Ｄ钻
６８
西部探矿工程
２１０２年第５期
元坝２２井使用孕镶金刚石钻头的配套钻井液技术７Ｈ
张豫川
（华北石油局西部工程公司９１３钻井队，００四川阆中６７０）３４０
摘
要：通过对涡轮钻具带孕镶金刚石钻头钻进对钻井液性能影响的研究，到了对钻井液固相含得
量、固相颗粒粒径分布、变性、失造壁性、滑性及维护处理量等性能的影响规律，究得出了涡流滤润研
轮钻具带孕镶金刚石钻头钻进的配套钻井液工艺，应用于元坝２２井，７Ｈ完全能满足涡轮钻具带孕镶金刚石钻头钻进对钻井液工艺技术的要求，对经济技术效益进行了分析。并关键词：元坝区块；镶金刚石钻头钻进；孕配套；井液；响；艺钻影工中图分类号：２４文献标识码：文章编号：０４５１（０２０ —０６ —０ＴＥ５Ａ１０－７６２１）５０８３
１１对钻井液固相的影晌．由于孕镶金刚石钻头是以低钻压浅吃入剪切破岩

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2 结束语
高锰钢材质的电机护环为难切削材料，又因为它在电机中的重要性需要我们去重视、去认知、去实践。通过了解金属属性，深入浅出、逐层分析，找出切削难点，进而有合适的解决方法，为保证电机护环机加工质量提供了技术支持。参考文献 [1]机械制造技术基础[M].机械工业出版社，2007. [2]机械工程材料[M].机械工业出版社，2002. [3]机械加工技术手册[M].北京出版社，1989.
5 结束语
总之，桌面管理系统是一种以代理程序为架构的自动辅助安全管理平台，它是继防火墙之后又一个强大的智能安全防护管理软件。该系统充分运用了信息安全管理技术以及现有先进的网络管理工具技术来提高安全管理水平，强化网络客户端的终端控制，以实现其安全的实时监控，并且还能与其他网络安
全设备进行集成，使其成为高速、安全可靠的局域网。这一系把网络管理的概念由过去的路由交换层延伸到统的合理使用，了终端，使网络安全得到极大的巩固与加强。
参考文献 [1]姜桦.企业信息安全策略研究[J].焦作大学学报，2009 （1）. [2]蔡曙光.论信息能力与信息资源利用率[J].中国社会科学院研究生院学报，2006（6）. [3]张鸿久.利用桌面管理系统，提升信息安全水平[J].企业技术开发，2009，28（8）.
2 大口径孕镶金刚石钻头研究
2.1 金刚石钻头胎体性能胎体性能是大口进孕镶金刚石钻头的一个基本参数，胎体硬度、耐磨性、岩层岩性、研磨性记者之间相协调才能保证钻头的使用。尤其在孕镶钻头的钻进过程中，胎体的磨损应在金刚石之前，否则会因金刚石不易出露儿时的钻进效率得不到保障，甚至出现钻进打滑的可能。但如果孕镶钻头的磨损太快，会使得金刚石因出露太快而出现过早脱落或崩刃的情况，这样会大大影响钻头的使用寿命。

于刀具的硬度、耐热效果更好，因此陶瓷刀具的材料特性允许选用较高的切削速度，一般 vc 50 m min 80 m min ；一般粗车时 a p 3mm 6mm ， f 0.3 mm r 0.8 mm r ；精车时 a p 1mm ， f 0.2 mm r 0.4 mm r 。
2014年第3期总第147期
SILICON VALLEY
大口径孕镶复合体金刚石取芯钻探技术及其应用
王书豪（河南省煤田地质局四队，河南平顶山 467000）摘要随着我国综合国力的提高，在经济和技术领域都有了更高的追求，科学技术水平的发展能够为国家的发展铸就基石。深入研究科学的钻探技术是人类获取地球内部情况的最佳途径，对人类了解自己生活的环境有很大的作用。大口径孕镶复合体金刚石取芯钻探技术是钻探领域的新兴技术，对地质勘探水利工程等都有很大的帮助。文章介绍了金刚石钻探技术的发展历程，对大口径孕镶金刚石复合体的钻头设计进行探讨，并通过实例研究大口径孕镶金刚石取芯钻探技术的应用。关键词大口径孕镶复合体金刚石；金刚石取芯钻探；钻探技术应用中图分类号： P642 文献标识码： A 文章编号： 1671-7597（2014）03-0101-02
硅谷
101
T
Байду номын сангаас
技术应用
ECHNOLOGY APPLICATION
4 结束语
大口径孕镶金刚石复合体钻头的使用开创了金刚石取芯钻探工程中的新大陆，实现了金刚石钻头的技术跨越及规格跨越。将大口径孕镶金刚石复合体钻头透雨水利水电工程地质勘探及沿途挖掘中有能有效提高工程进度，并降低工程成本，应该大力推广。参考文献 [1]杨道合.科学超深钻井过程中碎岩方法与孕镶金刚石取心钻头的预研究[D].中国地质大学，2012. [2]郭明，周晓，杨裕恩，等.Φ615 mm大口径金刚石取心钻进技术研究[J].地质与勘探，2010（06）. [3]谭刚.高胎体孕镶金刚石钻头试验研究[D].中国地质大学（北京），2010. [4]徐良.硬岩钻进用仿生耦合金刚石取心钻头研究[D].吉林大学，2009.
1 大口径金刚石钻探技术概述
1.1 金刚石取芯钻探技术的发展金刚石钻探技术已有一百多年的历史，是钻探技术中很重要的一部分。1862 年，瑞士工程师 J.R. 李舒特研制出了金刚石钻头并用之钻出一些爆破孔，随后金刚石钻探技术被推广开来，金刚石钻探技术钻进速度快及钻孔质量高的特点令其成为大多数矿产种的主要勘探手段。随着其他高新技术的发展，金刚石钻探技术的步伐也逐渐被带动起来，在水电、铁路及交通建设等工程项目的勘查中，要求金刚石钻头的直径越来越大，因此，大口径金刚石钻头的设计规范逐渐得到完善从而满足工程需求，例如俄罗斯的薄壁取芯金刚石转筒等在技术深化的同时带来了良好的经济效益。 1.2 国内大口径金刚石钻探技术现状金刚石钻探技术于 20 世纪 60 年代出现在我国，并通过 40 年的深入探究达到了发达国家的水平，甚至有些技术点已成为世界先进水平。我国的金刚石钻探发展经历了三个时期：我国的金刚石钻探技术从 1957 年到 1970 年间开始起步；从 1971 年到 1980 年的 10 年期间，金刚石钻探技术在我国大力推广； 1980 年至今，我国的金刚石钻探技术已赶超世界水平。在我国，第一次涉及到大口径取芯钻探技术是在建立在宜宾的水利水电工程中，而后葛洲坝、三峡、万安等地的坝址都沿用了大口径取芯钻孔技术，且钻孔深度超过 50 米。大口径金刚石取芯钻探同样可以应用到大陆科学钻探工程中，其钻头直径最大可达到 25 厘米。而在 1999 年青岛流清河水库项目中，金刚石钻头直径已超过 60 厘米。
102 硅谷
1.6 切削高锰钢时切削用量的选择高锰钢因存在较严重的加工硬化现象，导热性不好，还断屑困难，这些都对加工条件造成不利，为了让高锰钢金属切削加工顺利的进行，因此刀具需要维持一定的耐用度。采用硬质合金刀具时，vc 25 m min 40 m min 。若采用陶瓷刀具时，由
（上接第93页）
首先从外部网络边界对用户进行监控，然后再从内部进行补丁、防病毒、软件安装状况、入网设备联网状况以及客户端硬件状况管理等手段，来实现对客户端的全面监控管理。通过几年来的实践表明，该系统已为企业提供了一套全面高效的网络智能管理平台，构建了一套完整的客户端防护体系，解决了网络客户端的安全管理问题，使企业网络安全进一步强化，有效实现了公司网络客户端的全面管控，杜绝了可能存在的安全隐患，确保了计算机网络设备的正常运行。
（上接第100页）
的导热和散热条件就会变好，利于延长刀具的使用寿命。选用硬质合金材质刀具时，S 5 0 ；选用陶瓷材质刀具时， S 10 (5) 。 3）主偏角与副偏角：加工高锰钢过程中，因高锰钢的加工硬化现象严重，又不利于导热，刀具强度及切削热量都需要考虑进去，因此在选用刀具时要增加刀具的散热面积和刀尖强度，主偏角取值时应取较小值，但其取值要在合适的范围内，主偏角和副偏角共同决定了刀尖角的大小，直接影响刀尖强度、导 ' 热面积。选用硬质合金时，一般取 kr 25 40 ，k r 12 18 ；采用陶瓷刀具时，kr 45 60 。
3 金刚石取芯钻探技术的应用
以黄河某水利枢纽为例，根据其勘探情况概述金刚石取芯钻探技术的应用。在黄河水利枢纽的勘探中，所运用的钻头为直径 615 毫米的大口径孕镶金刚石复合体钻头，此钻头目前在国内是最大口径的钻头。施工中分别用大口径孕镶金刚石复合体钻头钻进了直径 615 毫米深 60 米的孔 1，并用钢粒钻头同时钻进了同直径切同深度的孔 2。孔 1 的完成时间为 27 天，其钻进时间为 143.5 小时，取芯时间为 185 小时，平均每天钻进 2.26 米，工程消耗 280 元。孔 2 的完成时间为 51 天，其钻进时间为 322.4 小时，取芯时间为 417 小时，平均每天钻进 1.18 米，工程消耗 630 元。孕镶金刚石复合体钻头节约了近 40% 的时间，平均每天钻进深度提高了近一倍，而与钢粒钻头相比其所需成本节约了一半。由此可见，大口径孕镶金刚石复合体钻头应该广泛投入使用当中。
孕镶金刚石钻头技术性能的主要指标就是胎体的耐磨性，但由于胎体耐磨性难以测定，因此在实际操作中人们常常用胎体硬度情况代替耐磨性的测定。在实践过程中不难发现，很多硬度相同的胎体并不具备相同的耐磨性，所以胎体硬度并不能完全将耐磨性囊括在内。技术人员在长期研究后发现胎体硬度与耐磨性之间存在一定的联系，由此胎体耐磨性能更好地测定出来。运用不同的胎体配方能使胎体的耐磨性达到不同的钻探需求，同样，钻头的类型不同对胎体的性能要求也会改变，所钻岩层的岩性不同决定了对孕镶金刚石钻头的胎体性能的不同要求。 2.2 大口径孕镶金刚石复合体钻头设计在孕镶金刚石复合体的设计过程中，做到理念创新、思路创新以及突破性从而完成工作层复合、复合块保径复合以及聚晶金刚石与硬质合金复合三个层次的工作。工作层复合指的是在工作层设计磨料的复合，其中有人造金刚石磨料与硬质柱状合金的复合，也有金刚石磨料中不同粒径的金刚石复合；复合块保径复合是将不同保径材料的人造聚晶与柱状合金体的复合，另外还有保径不同位置的复合；聚晶金刚石和硬质合金复合是一种金刚石复合片的烧结工艺，其一是实现金刚石与基体间的微晶无间隙结合，其二是人造细颗粒金刚石与金刚石之间的结合。 2.3 金刚石钻头破岩机理岩石破碎机理非常复杂，因而国内外专家都对此做出了大量研究，并在一定程度上取得了相应的成果。不同的岩层所表现出的破碎形式是不一样的，其破碎形式受到了矿物成分、胶结物质、胶结类型以及组成结构等方面的影响。脆性均质岩层一般会出现微压裂压碎或体积破碎，塑性岩层的破岩往往表现为微切削和微翠削，而隐晶玻璃质岩层会形成抓擦式或磨削式的表面破碎现象。孕镶金刚石钻头主要钻探物质一般为岩体坚硬、密度极大且具有脆性的岩层，而且这些岩层普遍是由不同的组织结构、不同成分、不同矿物组成及不同特性构成的非均质岩层。各矿物组成间因强度和硬度上存在很大的差别而产生了薄弱面，因此孕镶金刚石钻头在工作过程中其胎体金刚石在压入岩层的薄弱部位时产生作用，其剪切应力使得岩石颗粒脱落从而实现了优质高效的钻进目的。