浅析煤田地质勘探中钻头的选择

为了开采煤炭资源适应煤炭工业发展的需要, 必需进行煤田地质勘探, 因此, 煤田地质勘探工作得到了党和国家的高度重视, 而广大勘探工作者也奋发图强, 充分发挥聪明才智, 使钻探工作面貌焕然一新, 表现在钻探工艺方面:已发展了各种硬质合金钻头;在煤田和某些软至中硬岩层发展了轻便刮刀钻头无岩芯钻进;在硬及坚硬岩层采用金刚石钻头钻进;推广了金刚石钻进工艺。从而使煤田地质勘探工作取得了巨大发展。

钻探工作中钻头的科学使用对提高钻探效率是功不可没的。下面就介绍一下钻头的合理选择。

钻头按照用途可分为;无芯钻头和取芯钻头。按照钻头体镶嵌的合金材料可分为;硬质合金钻头和金刚石钻头。现阶段我们选择钻头只是选用硬质合金钻头还是金刚石钻头。

首先, 硬质合金钻头是将硬质合金按照一定要求镶嵌在钻头体上, 利用硬质合金对岩石进行破碎。硬质合金钻头一般适用于可钻行I—VI级的及部分VII—YIII级的沉积岩、变质岩和岩浆岩。

硬质合金钻头钻进的特点有以下几点。

(1) 可钻进任何角度的钻孔, 钻孔质量好。

(2) 在软及中硬岩层中钻进效率高, 钻进质量好, 钻探材料消耗少, 成本低。

(3) 钻进时, 操作简便, 钻探方法灵活, 应用范围广泛。

硬质合金钻头的选择与使用原择有以下几点。

(1) 严格检查钻头的镶焊质量。

(2) 任真做好钻头的分组、排队, 轮换修磨使用, 以保证孔径一致。

(3) 钻头排列使用的顺序是:先用外径大内径小的钻头, 后用外径小内径大的钻头, 以减少每次更。

换钻头后的扫孔修磨岩芯的时间。

硬质合金钻头钻进时, 除合理选择钻头, 正确掌握钻进技术参数外, 还要配合正确的技术操作方法, 以保证孔内安全, 提高钻进效率和钻孔质量, 降低钻探成本, 充分发挥硬质合金钻头钻进的效益。

其次, 金刚石钻头是将金刚石镶嵌在钻头体上用金刚石破碎岩石。金刚石钻头钻进的优越性很多, 具体有以下几点。

(1) 钻进效率高, 金刚石具有硬度特高, 耐磨性极强等特性, 其破碎岩石的效能远超过其他切削具, 所以金刚石钻头钻进效率高于其他。

(2) 钻探质量高, 具体表现在岩芯质量和钻孔弯曲度上。

(3) 事故少, 由于岩粉颗粒细, 易排出孔外, 孔底清洁, 且孔壁完整, 孔壁、钻具间隙小, 钻具工作条件好。

(4) 钢材消耗少。

(5) 成本低。

(6) 应用范围广。

竟管, 金刚石钻头钻进具有极大优越性, 但是金刚石钻头的钻进成效与钻头的合理选择与应用是密切相关的。金刚石钻头的选择原择如以下几点。

(1) 软和较软岩层选用聚晶金刚石钻头;软的、中硬和完整均质较硬岩层选用天然金刚石表镶在钻头;软硬不均、节理发育和裂隙岩层选用孕镶钻头。

(2) 按金刚石粒度来选, 岩石的研磨性越高, 硬度越高, 则钻头的金刚石颗粒应越小, 最好用孕镶钻头。岩石硬度越低, 研磨性越弱, 则钻头的金刚石颗粒应越大, 如天然金刚石钻头, 聚晶金刚石钻头。

(3) 按金刚石镶焊浓度来选, 岩石硬度越高或研磨性越弱, 则钻头金刚石浓度应越低;反之, 岩石硬度越低或研磨性越强则钻头金刚石浓度应越高。

(4) 对胎体性能来选, 岩石的研磨性越强或硬度越低, 则钻头胎体的硬度应越高;反之, 岩石的研磨性越弱或硬度越高, 则钻头胎体的硬度应越低。但是, 研磨性强且硬度高的岩石, 就不应选软胎体钻头。

(5) 选择钻头时, 还要考虑到与岩石性质相适应的钻头唇面形状。一般地, 中硬中研磨性的岩层, 宜选用平底唇面或弧形唇面。坚硬且研磨性高的岩层, 可用半圆形唇面。复杂、破碎不易取得岩芯的地层, 可选用阶梯底喷式唇面。坚硬、致密易出现打滑的岩层, 可选用锯齿形或单双块等形唇面。

金刚石钻头的使用同硬质合金钻头的使用相同, 都要进行“分组”“排队”。

钻头的钻进成效, 与钻头管理密切相关。只有科学的选择与使用钻头, 才能提高钻速, 减少事故, 增加纯钻时间和延长钻头寿命。对提高煤田地质勘探工作效益具有现实亦义。

摘要：钻探工作中钻头的科学选择与使用对提高钻探效率是功不可没。硬质合金钻头的选择使用, 金刚石钻头的选择使用

关键词：钻头选择,硬质合金钻头,金刚石钻头,科学选择使用

参考文献

[1] 李大拂.电镀金刚石钻头技术[J].地质出版社.1995, 8.

[2] 煤炭工业部基本建设办公室勘探处编[J].煤田钻探硬质合金钻头.