钻进“打滑层”钻头的设计要点

我所针对钻探施工常遇到的“打滑层”的特点 ,合理设计钻头参数 ,制作了多种规格的“打滑层”钻头 ,钻进效果较好 ,为用户解决了钻进难题。笔者在实际工作中总结出以下“打滑层”钻头设计要点。(1)选用高品级人造金刚石。高品级人造金刚石具有晶形好、单粒抗压强度高、热稳定性好等特点 ,钻进坚硬岩石具有特别明显的优点 ,是低品级金刚石所无法比拟的 ,也是突破“打滑层”的关键。(2 )选用中细粒度人造金刚石。当前国内人造金刚石强度与国外先进水平比有很大差距 ,在这种情况下 ,如果使用粗粒度金刚石 ,由于强度不够 ,会造成金刚石磨钝…     

坚硬致密“打滑”地层电镀钻头研究

常规钻头在坚硬、致密、弱研磨性地层（即所谓“打滑”地层）使用，时效极低，有时根本不能进尺。如何对付“打滑”地层的钻进，研制适应该地层特点的金刚石钻头，是当前钻探生产中急待解决的课题。从1980年开始，我们对“打滑”地层用电镀人造金刚石孕镶钻头进行了研制与试验，取得了一定效果，现将有关情况论述如下。一、“打滑”地层与钻头打滑习惯上称为“打滑”地层的岩石，主要特点是岩石坚硬、结构致密、研磨性弱。常常表现为压入硬度大、石英含量多、矿物粒径小，因而研磨能力差。     

如何提高金刚石在打滑地层中的钻进效率

所谓打滑地层，一般系造岩矿物的硬度高，岩石的颗粒细，颗粒与颗粒之间的空隙度小，结胶物与岩石颗粒的硬度差小，研磨性弱的岩矿层。当钻头在这种地层钻进一段时间后，钻头底出刃的金刚石逐渐磨纯，克取岩石能力随之削弱。由于这种岩层硬度高，颗粒细，尽管钻头在孔底作回转运动，但金刚石和岩石的接触表面形成了一层光滑的“保护层”，使金刚石继续出露困难，减少了岩石与金刚石之间的摩擦系数，而导致钻头在孔底打滑。根据打滑地层的特点和钻头在孔底打滑原因，我们在钻进中主要是从以下几个方面来提高钻进效率的。     

复合烧结孕表镶金刚石钻头在“打滑”地层中的应用

以合作方式进行“打滑”地层绳索钻进金刚石钻头初步试验，明确了复合烧结孕表镶金刚石钻头克服“打滑”地层的设计思路，并取得了明显的试验效果。     

锯齿钻头的应用

锯齿钻头适用于硬岩“打滑”地层，其效率较普通平底孕镶金刚石钻头高3—5倍。但在不完整地层钻进，效率就降低。如在1987年开始使用锯齿钻头时，在含砾凝灰质砂岩层及软硬交互的破碎层中钻进，平均寿命不超过12m。机台便因其寿命低而不愿使用。     

高强度人造金刚石孕镶钻头钻进坚硬岩层的试验效果

我局地质四队某矿区的矿层上部，覆盖着一层四、五百米厚的火山岩—主要为晶玻屑凝灰熔岩，结构致密完整，可钻性均在十一级左右，是一种岩石坚硬、研磨性弱的“打滑层”。在这种地层中，先后采用胎体硬度为中硬和软的、金刚石强度12000～18000公斤/平方厘米的60~#～100~#的人造金刚石孕镶钻头，效率都很低，一般钻速在0.05～0.20米/小时，最高也只达到0.40米/小时，有的钻头就是打滑不进尺。平均钻头寿命为6.34米，最高13.27米，最低1.38米，严重影响小口径钻探的效率及其经济效果。     

人造电镀金刚石钻头使用情况

我队皇城山矿区ZK202、ZK31两孔都曾出现过数层坚硬岩石，即硅化非常高的硅英岩、钾化花岗岩等，可钻性10～11级，研磨性很小。使用天然孕镶和人造孕镶钻头，平均时效只有0.4米左右，“打滑”现象比较严重。虽然采取加大压力，增加冲洗液中的岩粉含量，迫使金刚石出露，但效果都不理想，反而加剧了钻头高度的磨损。后来，我们选用了武汉地院人造电镀金刚石钻头，在岩石相同，操作规程基本一致的条件下（压力稍小，500～700kg），明显地提高了钻进效率，防止了“打滑”现象，平均时效提高到1.01米。人造电镀钻头、天然孕镶钻头和人造孕镶钻头在硬岩中钻进的各项指标对比见附表。     

钻进“打滑层”钻头的设计与应用效果

通过介绍"打滑层"地层,进而针对"打滑层"地层设计金刚石钻头,使得钻头在钻进中更能有效的进尺,同时还要有一定的寿命。为用户和生产厂家都带来一定的效益。     

《探矿工程》1990年(1—6期)总目录

题 名一、9&ps总结过去 瞻望未来 迎接挑战我国大陆科学深钻筹备工作现状二、钻棵工艺技术!.上刚石钻深、钻头丑切刚县聚晶保径电镀钻头的应用“金刚石粘”硬质合金切削具的研制金刚石钻头胎体性能的扬测合理选俘金刚石钻头扩孔器孕阂金刚石定向钻头生产试验情况‘电镀扩孔器质量与光亮剂的关系金刚石钻进碎岩机理模拟试验研究钻探用超硬材料冲击性胀测试方法研究楔形刃切削只及其保锐性能合理使用钻头 预防钻头损坏金刚石钻头钻进“打滑层”效果浅析企刚石钻头打号的新方法含硼人造金刚石钻头的使用0④锯齿钻头的应用Z.绳兜贝心及冲击…     

钻进打滑地层用孕镶金刚石钻头设计探讨

在极坚硬地层钻探施工过程中，经常出现钻头打滑现象，给钻进带来了极大的困难，钻孔施工周期长，增加了施工成本。针对打滑地层孕镶金刚石钻头钻进难题，提出了提高胎体硬度、降低扇形块的面积、加大水口面积的设计思想；为了提高钻头的寿命，提出了将制作金刚石增强型硬质合金复合齿的工艺、配方应用到制作孕镶金刚石钻头的设计思路。通过室内微钻试验，结果表明这种孕镶金刚石钻头具有高时效、长寿命等优点．为解决打滑地层钻进提供了新思路。     

坚硬致密“打滑”地层新型自锐金刚石钻头的研究

针对坚硬致密"打滑"地层研制了一种新型自锐金刚石钻头。室内微钻试验及现场钻进试验均表明:在钻进极坚硬致密"打滑"地层时,相对于普通金刚石钻头,新型自锐金刚石钻头可提高钻头机械钻速1~3倍,且钻头寿命相对较高,为攻克"打滑"地层提供了一种有效的碎岩钻进工具。     

电镀高低锯齿状金刚石钻头在石英岩中的钻进效果

为了解决某矿区石英岩中钻进“打滑”的难题，我队去年在该矿区试用了武汉地院研制的φ66电镀高低锯齿状金刚石钻头，在10～11级石英岩、混合岩中钻进，平均钻头寿命为28.03米，比83年该矿区平均钻头寿命提高了1.53米，平均每米钻头成本10.70元，比     

液动冲击器在水电钻探中的应用

在水电勘探中，如遇坚硬打滑地层，孕镶金刚石钻头出刃慢，钻进时效低。针对这一问题，引用高频低冲击功液动冲击器，通过其产生的高频振荡来改善孕镶金刚石钻头的碎岩效果，提高坚硬打滑地层的钻进时效，降低生产成本。     

200～300N高强度合成金刚石及其在钻探中的应用

对付“打滑”地层，国内外均为难题，新研究的技术是：（１）用特殊的新构思，运用国内设备，压制出可批量供应的高强度金刚石，这种高强度金刚石可承受比目前高得多的钻压；（２）运用强力钻进的配套技术（大钻压、大泵量、中转速的新构思），用上述高强度金刚石制作钻头。从理论上分析了可行性，在实践中获得高效率的结果，最高达２１１４ｍ／台月，很好地解决了“打滑”地层问题，是我国今后钻探的发展方向。     

科学钻探预先导孔工程中钻头水力参数的变化对钻进效果的影响

本文通过分析，认为金刚石钻头水力参数的设计对钻进效果具有重要影响，对不同的钻进条件和地层条件，若设计的水力参数与这相适应，则既能使钻头取得较高且稳定的时效，又有利于其寿命的提高；反之，侧会出现钻头抛光、“打滑”的现象。     

关于打滑地层金刚石钻进的若干问题

一、问题的提出我国金刚石钻进是从六十年代初开始的，由全国几台钻机发展到目前地质系统就开动500台以上；由用天然表镶钻头发展到目前大量采用天然和人造金刚石孕镶钻头。各地在开始采用金刚石钻进时，一般都选择条件比较好的地层，以便取得经验，进而推广。以往研究成功的63~#钻头胎体配方在大部分中硬一硬地层中能够适应并获得优良效果，因而在全国普遍采用，但随着金刚石钻进的发展，遇到地层类型越来越多、条件越来越复杂，较单一的胎体配方和少数的钻头品种已远远不适应金刚石钻进发展要求。要打开金刚石钻进的新局面，就必须解决“拦路虎”地层的钻进问题，必须重视研究这些地层中钻进的钻头品种和钻进工艺问题。“打滑”地层便是金刚石钻进最艰巨的“拦路虎”地层之一。     

广西向阳坪铀矿“打滑”地层绳索取心钻进存在问题与对策

通过绳索取心钻进金刚石钻头选型试验，介绍了广西资源县向阳坪铀矿区“打滑”地层中绳索取心钻进存在的问题及采取的技术措施。     

我们是怎样突破硬岩层关的?

我队过去在某铜矿施工，在推广应用小口径金刚石钻进时遇到几十米、颗粒细而致密、研磨性很弱的坚硬岩石硅质岩，采用孕镶金刚石钻头钻进时钻头打滑，钻进效率低，成本高，成了我队推广小口径金刚石钻进的一只拦路虎。针对我队硬岩层钻进中存在的这一难关，设计试制了金刚石钻头喷砂机，经过反复试验改进，孕镶金刚石钻头，经过喷砂处理后钻进效率有明显提高。如某铜矿6319孔孔深674米，遇到一段坚硬的硅质岩，有七十多米，使用孕镶金刚石钻头喷砂前后钻进效果对比如下表。     

坚硬致密打滑地层孕镶钻头钻进参数的合理选择

设计制造与坚硬致密打滑地层相适应的金刚石钻头，仅仅是为该地层钻进提供了比较合理的锐利工具。但要取得好的钻进效果，还要正确使用这种工具，合理选择钻进参数，方能奏效。和常规地层不同，坚硬致密打滑地层孕镶钻头往往选用大钻压、低     

高低锯齿金刚石钻头研制与试验

一、钻头研制当前,在坚硬、致密、弱研磨性的地层(即所谓“打滑”地层)钻进,普遍感到钻进效率低,钻头寿命短,钻探成本高。客观原因是这种地层强度大,硬度高,石英含量多(70%左右,甚至高达90%以上),矿物粒径小。这种物理力学性质的岩石决定了常规钻头上的金刚石很难压入(因硬度高),且与其对磨(或钻