岩心钻探金刚石钻进时所需冲洗液量的探讨

在金刚石岩心钻探中对于冲洗液量的确定，大都是以冲洗液上返流速为基本参数，用该数与环状截面积相乘求得单位时间所需冲洗液量值，作为钻进规程参数之一。而冲洗液的上返流速是由岩粉沉降速度乘上一个常数来确定的。如有的资料推荐冲洗液上返流速为岩粉颗粒自由沉降速度的1.1～1.3倍，用数学式可表示为：V_s=（1.1～1.3）V_0式中：V_s为冲洗液上返流速；V_0为岩粉颗粒在冲洗液中的自由沉降速度。而V_0值又由李丁格公式计算求得，但由于公式中的有关系数确定范围不够准确，该公式算得的数值与实际测定的数值相差较大，从而给下一步计算又带来了偏差。     

金刚石钻进时的圆周线速度

金刚石钻进由于采用金刚石作磨料，尤其是孕镶式钻头，采用细粒磨料级金刚石（其粒度为30目至100目，相当于0.63～0.125毫米），在钻进时类似砂轮磨削原理破碎岩石。因此，金刚石钻进时很重要的一个钻进技术参数，就是钻头的圆周线速度，也就是钻头上金刚石在钻进时的单位时间内在岩石面上克取岩石所经过的距离。计算圆周线速度的公式：     

应用大口径金刚石钻进复杂地层

在破碎复杂地层中钻进和采取岩矿心都是很困难的。特别是采用常规的小口径（φ56毫米）金刚石钻进，困难更大。因为有下列不利条件。1．由于小口径金刚石钻进的孔壁间隙很小（如用φ56.5毫米钻头，孔壁间隙仅有0.75毫米），冲洗液流通阻力大，不易泵送，实际上很难有效地使用泥浆护壁钻进，多数是清水顶漏钻进，排粉不好，孔内事故多。较小的孔壁间隙引起泵压超高，常常憋泵，深孔时难以实现安全钻进。这种情况下，机台工人往往采取减少向孔内供水量的办法，结果是钻头微烧甚至钻头烧毁。     

细粒级金刚石回收的可行性

目前,国外金刚石选矿厂金刚石最小回收粒径波动在0.5～1.6毫米之间。苏联《和平》岩管设计时,曾将金刚石最小回收粒径定为0.2毫米,现改为0.5毫米。国内一些金刚石原生矿选矿厂简称金刚石选厂(下同)金刚石最小回收粒径亦为0.5毫米,但地质部门用重选作地质矿床评价时,有时将金刚石最小回收粒径定为0.2毫米。多年来地质部门的试验单位多用重选对细粒级(-0.5+0.2毫米)金刚石进行评价,但这部分储量     

金刚石钻进用钻杆

地质岩心钻探采用金刚石钻进时，对钻具特别是钻杆的性能要求较高。原因主要是：1．金刚石钻进时的转速较高，钻具迴转消耗功率较大，因此，钻杆承受的扭矩和扭应力亦较大，容易产生疲劳现象。2．金刚石钻进钻孔直径较小，目前国内主要用口径为φ46和φ56毫米；要求用直径较小的钻杆钻进较深的钻孔，例如用φ42或φ43毫米的钻杆钻进深度为600～1200米的钻孔。3．不允许采用像外丝钻杆那样的锁接头和保护环。钻杆表面磨损较快。     

孕镶钻头金刚石恒自锐速率钻进问题的探讨

尽管金刚石钻头的碎岩过程及原理，至今观点尚未统一，但必须保证钻头唇面有一定出刃量的金刚石，才能达到碎岩的目的，这是大家一致公认的。而对孕镶钻头来说，不是像表镶钻头那样把金刚石嵌在钻头唇部表面，而是均匀地分布在钻头唇部胎体内。在钻进开始时，首先由表层金刚石起碎岩作用，随着钻进过程中表层金刚石和胎体的逐渐磨损，胎体内部的金刚石不断出露（出刃）而达到不断碎岩（进尺）的目的。因而孕镶钻头的金刚石能否正常出刃，是关系到孕镶钻头能不能达到正常工作（碎岩），取得最佳经济效益的关键问题。笔者认为，通常人们所讲的孕镶钻头与地层的适应性好坏，其实质是指的采用的孕镶钻头在钻进各类岩层时，金刚石能否正常出刃，达到正常碎岩（钻进）目的的问题。本文就对孕镶钻头金刚石的正常出刃，即恒自锐速率钻进问题进行的初步探讨。     

汶川地震科钻WFSD-3孔金刚石钻进岩粉粒度分析研究

固相控制是维护钻井液性能的关键工作。通过对汶川地震断裂带科学钻探三号孔(WFSD-3)金刚石钻进产生的岩粉进行激光粒度测试,分析岩粉粒度分布规律,从而为科学设计地质岩心钻探固控设备和合理配置地质岩心钻探固控系统提供依据,最终达到有效控制固相含量,稳定钻井液性能的目的。     

金刚石钻进中总功率消耗的试验研究

在金刚石钻进中，施加轴向载荷钻进时，钻机总功率消耗值（N_钻）取决于岩石性质、钻压、转速、钻具长度及冲洗液类型等因素。在261队试验测定的条件如下：用JU-1000型钻机，BW-200水泵，φ56.5毫米人造孕镶金刚石钻头；对于103—10孔（绳索取     

孕镶金刚石钻头碎岩机理的模拟实验研究

由于金刚石钻进岩石的复杂性，给研究其碎岩机理带来了许多困难，现主要存在有“磨削”、“切削”、“压碎”等理论，但仍无统一认识。很多关于钻进的预测方程也只是经验性的。关于金刚石冲击迴转的碎岩机理很少有过深入研究，该问题尚处于空白状态，然而，研究其碎岩规律对钻头设计制造与钻进工艺都是迫切需要的。利用我们研制的可钻性测定仪：一种适于野外特点的模拟装置（微钻）来模拟试验研究金刚石钻进的碎岩过程有着它突出的优点，对模拟的钻进过程可进行多因素综合性（如冲击—回转联合作用）和单因素分析（如单次冲击或瞬时回转）研究。     

人造金刚石与硬质合金分层钻进试验

我们进行生产试验的某铁矿区，地层软硬变化较大，闪长岩与蚀变闪长岩、大型岩交替出现。在较致密的闪长岩中（可钻性8级左右），人造孕镶金刚石钻进的性能发挥的较好，金刚石钻进效率比钢粒钻进提高两倍；比用针状合金钻进提高一点五倍；比用普通硬质合金钻进提高五点八倍。金刚石钻进回次进尺比钢粒钻进提高一点二倍；比用针状合金钻进提高一点六倍；比用普通硬质合金钻进提高七倍。但在6级左右的蚀变闪长岩中，人造金刚石钻进无论是钻进效率，还是回次进尺，仍然比其他钻进方法优越。相反，在较软的5级大理岩中，由于岩石较软，人造孕镶金刚石钻头出刃微小，排粉不良，易造成蹩泵，至使钻进效率显著降低，不如表镶金刚石和合金钻进优越。（见表1）     

超高速下单粒金刚石与岩石相互作用响应的研究

随着钻进深度的加深,破碎硬岩地层愈发困难,提高转速成为硬岩地层快速有效破碎的可行方法之一。孕镶金刚石钻头在硬岩层中具有较好的应用效果,常规转速下孕镶钻头与岩石之间相互作用机理较为完善,超高转速下也有相应的应用和研究基础,但碎岩机理尚未完全清晰。为探究常规速度至超高速下单粒金刚石对岩石的切削力和硬岩的破碎变化情况,以孕镶钻头和岩石相互作用界面响应模型为基础,利用ABAQUS软件建立单粒金刚石切削岩石的二维模型,并提出一种近似分析方法,并进一步推导单粒金刚石受力表达式。结果表明：（1）单粒金刚石对岩石的切削作用主要集中在切削具与岩石接触界面的中上部,高速下比常规切削速度下单粒金刚石受切削力减小,且主要作用部位受到切削速度改变的影响。（2）金刚石颗粒作用岩石中存在塑性破坏和脆性破坏且两种破坏模式交替产生,超高速下岩石产生脆性破坏的比例相比于常规切削速度有所增加,且超高速下切削力波动范围更小,岩石破碎所需的能量更少。（3）提出一种孕镶金刚石钻头碎岩响应近似分析方法,将产生碎岩作用的金刚石颗粒等价为具有“刀尖”和“前、后刀面”的切削具进行分析,推导得到单粒金刚石受力表达式,其受力与切削速度、切削...     

薄壁钻头钻进技术

（一）瑞典于七十年代研制成功DIAMEC系列高速全液压金刚石钻机，并发展了薄壁钻头钻进技术。在中硬至坚硬岩层中采用TT型和T_2型薄壁钻头和双层岩芯管钻进取得了很好的效果。例如用TT46金刚石钻头所钻出的岩芯直径为35.6毫米，相当于DCDMA标准的BQ规格钻头钻出的岩芯（36.5毫米），而机械钻速却提高了，因为薄壁钻头的壁厚只有5.2毫米，而BQ钻头的壁厚为11.78毫米。也就是说，用TT46薄壁金刚石钻头钻进，有效切削面积比BQ钻头减少了62％，因而需要的给进力和扭     

柏林工业大学的冲洗液和岩粉流动状况模拟设备的设计与建造(一)——设备的结构、测试方案以及钻孔环空中冲洗液和岩粉运动速度与速度分布的测定

文章介绍了联邦德国柏林工业大学采矿系的冲洗液岩粉流动状况模拟装置及测试方案。试验装置高45m，配备了先进和现代的测试手段，可通过实测确定钻孔环空中的流场、岩粉的运动速度和运动特性。由该装置获得的研究结果为德国大陆深钻计划（KTB）超深孔钻进时确定岩屑的来源深度提供依据。此外该装置还可用于与钻进过程的有效性和安全性有关的泥浆工程研究。     

金刚石岩心钻探压力的探讨

从孕镶钻头金刚石出刃与分布、岩石抗压强度和压入硬度及碎岩机理等方面对孕镶金刚石钻头给进压力的确定方法进行了分析探讨，提出综合碎岩机理、确定钻进压力的计算方法和公式。     

改革钻进方法,提高金刚石钻进技术经济效果的体会

合理选择钻孔直径和结构，采用正确的钻进方法，是我们四川地质局在钻探技术方面实行改革的主要内容之一。鉴于新系列φ76毫米双管钻进，其岩、矿芯直径相当或大于原φ75毫米单管或91毫米双管钻进。因此，近年来我们进行了以新系列φ76毫米为基本孔径的普遍改革。从而在原有旧系列的设备、管材、工具的条件下，既易于满足钻进工艺的要求，又扩大了硬质合金钻进的范围，针状合金钻进的比例增大，代替了大部份的钢粒钻进，有效地提高了部份矿区的岩、矿芯采取率和减少了钻孔弯曲，为进一步缩小钻孔直径，简化钻孔结构，逐步采用金刚石钻进打下了基础。     

金刚石钻头水口和孕镶层高度的合理设计

提高金刚石钻头使用寿命，关键是如何减少和避免金刚石钻头不同程度的烧损。本文就孕镶钻头水口和孕镶层高度的设计，提出一点不成熟的见解。一、钻头水口的设计我们认为，在软至中硬地层中钻进时，孕镶金刚石钻头底唇面冷却状况，实际上并非按一般计算3/10D（D—孕镶金刚石颗粒直径）用于排渣，流通冲洗液，如当钻头底唇面承受500—800公斤/厘米~2的压力时，金刚石出露部分压入岩石，产生岩屑；同时岩屑可能将有的极小跳动间隙堵塞。底唇面靠排渣间隙来冷却     

细粒金刚石回收半工业试验

<正> 金刚石是国家稀缺的矿产资源,其价值昂贵,用途广泛。我国原生金刚石矿中,细粒级金刚石(-0.5+0.2毫米)所占比例较大,如计入次生破碎部分,可占岩管储量的10—45％。目前国内外金刚石最小回收粒径为0.5至1.6毫米,我国在矿床评价时要求金刚石最小回收粒径为0.2毫米,虽然将0.5毫米至0.2毫米粒级金刚石作了初步评价,但由于技术、经济等原因,在矿山生产上仍将回收粒径下限定为0.5毫米,这部分金刚石进入尾矿,造成国家稀缺资源的损失。为了充分利用金刚石矿产资源,两年来我们先后对浮选、碱熔、重液等十二种回收细粒级金刚石的方法进行了考查,其中浮选、碱熔、重液分选效果最好。在小型试验、     

用红旗—100钻机钻凿仰孔

红旗—100钻机是一种螺旋差动式坑内水平钻机。1973年,我们用这种钻机在9～11级的坚硬石英岩中进行人造金刚石坑内水平钻探,效果良好。1976年初,为解决我矿二层探矿及矿体尖端的探矿问题,我们试用这种钻机进行人造金刚石仰孔钻探,基本上获得成功,自1976年初至1977年4月,已打仰钻孔1100米,代替坑道约800米。钻孔直径为46.5毫米和36.5毫米,岩芯直径分别为31.5毫米和21.5毫米,仰孔角度一般为35～45°,孔深为50～70米。钻进工艺与水平钻相同,即:双层岩芯管,皂化海解油和岩粉循环水钻进。台班工效与钻进速度同水平钻探一样,可达4～6(米/台班)、1.5～1.9(米/小时),岩芯采取率在95％以上。每班操作人员仅3人。钻杆提升用卷扬机,钻杆卡持用卡板,卡板装     

对冲击回转钻进最佳转数公式的修正

苏联文献〔1，2〕中提出的冲击回转钻进最佳转数公式为：n=Nδ/πD, r/min （1）修正公式为：n=Nδm/πD, r/min （2）式中：N——冲击器冲击频率，次/min；δ——两次冲击间钻头最优移距，即两次冲击破碎穴间恰可打通岩脊的最优间距，mm；m——钻头上切削具数目（或组数）；D——钻头平均直径，mm。公式（2）可这样解释：若设钻头每转一转的冲击     

金刚石钻头胎体性能的检测

人造金刚石孕镶地质钻头是我厂主产品之一，几年来产品质量不断提高，先后被评为核工业部及天津市优质产品，但对于钻头胎体性能了解甚少，只能测试硬度，显然这不能满足实际工作的需要。为此，按照DZ2-87标准，委托地矿部探矿工程研究所对我厂部分钻头胎体进行了胎体性能测试，取得了良好的效果。众所周知，金刚石钻头在钻进过程中，工作条件相当恶劣，既要克取岩石，取得进尺，还要受到岩粉的摩擦力、冲洗液携带岩粉的冲蚀力以及各种冲击