探放水工培训教案(6)

教学内容：

（13）每回次均应检查卡簧的磨损情况及其卡芯性能。一般采用上回次的岩芯塞入将有卡簧的卡簧座内，依靠岩芯自重卡紧不脱落者为合格，不则禁用。

（14）当升降或取放拧卸钻具时，应注意保护钻头及扩孔器。拧卸时应用多触点工具，并严禁猛力敲打钻头或咬夹金刚石及胎体。

（15）在复杂地层钻进时，下钻必须谨慎，适当控制下降速度；提钻时应向孔内回灌冲洗液。

（16）当孔底残留岩芯超过0.3m时，必须专程捞取。

（17）建立与健全钻头及扩孔器的保管、使用制度。应同专人保管、检查、发放及回收，并登记造册，填写明细卡片，随同保存。

第二节 硬质合金钻进

1、钻探用硬质合金的主要成份及特点：

钻探用的硬质合金切削具为钨钴类合金。它具有厚度高、韧性大、耐磨性强、酸碱中抗腐蚀、潮湿中不氧化、在高温度（不超过900℃）镶焊不变质等特点。

2、硬质合金牌号的意义：

硬质合金常用牌号为YG4C、YG8、YG6等。Y表示碳化钨，G表示钴，后面的数字表示钴含量的百分数，最后面的C表示粗粒结晶颗粒合金。常用硬质合金牌号、规格、性能及其选用范围，可参照下表：

硬质合金牌号、性能及适用范围表

物理机械性能 牌号 抗弯强度(kPa) 硬度 (HRC) 适用范围 26

泥岩、砂岩、灰岩、YG4C 13720 90 软硬互层、煤系地层 YG6 13230 88.5 中硬、均质岩石 YG6X 13230 91 中硬岩石 YG8C 14760 87.5 中硬岩石 YG8 14210 YC11C 16660 88 87 中硬岩石 坚硬岩石（适用于牙轮钻头） 中硬、坚硬岩石YG13C 16660 86 （适用于牙轮钻头） YG15 17150 86 坚硬岩石（适用于冲击回转钻头） 3、硬质合金钻头组成部分及其结构：

硬质合金钻头包括空白钻头和硬质合金两部分。其结构是硬质合金在空白体钻头上的排列形式、镶嵌数量、出刃（空白钻头底唇以下的合金部分）等，依据钻进岩石的性质而定。它的合理与否，直接影响钻进的速度、钻头的使用寿命和技术参数的确定，同时也影响钻头原材料的消耗。

4、空白钻头（钻头体）的结构：

答：空白钻头用D-40、D-45号无缝钢管制成。钻头壁厚一般为7-9mm。钻头高度一般85-100mm左右（包括丝扣部分）。内圆锥度一般在1°48`-3°25`左右。钻头体上均开有水口、水槽，或钻有水眼，根据钻头型式不同而变化。水口高度一般为10-15mm，钻进软岩层可增至20mm。水口的形状有三角形、弧形、梯形、矩形等。

5、硬质合金在空白体上的排列：

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硬质合金的排列形式有单圈排列、多圈排列和密集排列三种。 （1）单圈排列钻头适用于研磨性小的软岩石；

（2）多圈排列钻头适用于研磨性不大，中等硬度的岩石；

（3）密集式钻头（包括针状胎块钻头）适用于研磨性大、坚硬或节理、裂隙发育的岩石。

硬质合金的排列应满足：

（1）排列形式与刃对称，保持钻头工作平稳； （2）每颗合金工作时受力均匀、磨损均匀；

（3）每颗合金能分别破碎岩石、创造自由面，以提高钻进效率，延长使用寿命；

（4）合金间保持一定距离，以利于排除岩粉，便于修磨。 18、硬质合金切削具的数量和出刃大小：

硬质合金切削具的数量主要根据岩石性质和钻头直径而定。数量过多会降低单位面积所受的压力，使切入岩石深度减小，从而降低钻速；数量过少则会造成硬质合金迅速磨损，回次进尺减少，同样降低钻速。钻头直径越大，所需硬质合金数目也越多，单圈排列钻头所需硬质合金数目少于多圈排列，尤其是少于密集排列钻头所需的硬质合金数目。不同规格钻头所需合金数，可参照下表：

不同规格钻头所需金数（个）参照表 岩石名称 摩擦性岩石 弱摩擦性岩石 钻头直径（毫米） 57 67 77（75） 91 6 6-9 6-9 110 9-12 12-15 4 4 4-6 6-9 9-12 硬质合金在空白钻头上的镶嵌形式有三种，主要根据镶嵌角的大小来

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区分。镶嵌角即切削角，是合金刃面与岩石切削表面的夹角。镶嵌角小于90°的为正前角斜镶；镶嵌角等于90°的为直镶；镶嵌角大于90°的为负前角斜镶。

常用的出刃规格参照表

外出岩石性质 内出刃 刃 底出刃 （毫米） （毫（毫米） 米） 松软、塑性、粘性、弱摩擦性 中等硬度、强摩擦性岩石 1.5-2.5 2-3 2-4 1-2 1-2 1.5-2.5 切削上的出刃是为了保持钻头和岩石之间有一定的间隙，以保证冲洗液畅通和钻头体不受磨损。因此，切削具出刃的大小应根据岩石的性质和切削具的型号来确定。为了防止由于松软的、塑性很大的、遇水膨胀的岩石缩径和岩芯膨胀而造成的堵水和糊钻现象，应采取加大出刃规格，在这种岩层中钻进，常用肋骨式钻头。对中等硬度岩石和摩擦性强、有裂隙的岩石，应采取减小出刃规格，以防止崩刀。一般常用的出刃规格可参照上表：

万盛煤矿安全培训中心培训教案

课程名称：探放水工 总学时：90

本次课题：钻进方法 学时数：8 教学目的及要求：让职工学习掌握钻进方法 教学重点：钻进方法 教学难点：钻进方法

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教学方法：理论结合实际 教学用具：投影仪，计算机 教学内容：

6、硬质合金钻进规程：

硬质合金钻进技术操作规程包括轴心压力、钻头转速、冲洗液量及冲洗液性质等。它们对钻进效率、钻孔质量、材料消耗、施工安全等有直接影响。在操作过程中应根据岩石性质、钻头结构、钻探设备和钻具的可能性，以及钻孔质量要求等条件来合理掌握，尽可能采用“二大一快”（压力大、水量大、转速快）的钻进规程，通过生产实践总结出最优的钻进工艺参数。

7、钻压对硬质合金钻进的影响：

钻头压力与回转力构成了切削具破碎岩石的切削力，钻速的提高主要依靠钻头压力增加来实现。切削钻进时，由于切削具上单位面积的压力不同，岩石破碎情况就有所区别。根据压力大小，可以把岩石破碎情况分为三个不同区域。

在第一区域内，钻压很小时，接触面上的压力达不到破碎体的抗压入强度，切削具压不进岩石，只能产生表面研磨破碎，称为表面破碎区。这个区域内不仅效率很低，而且切削具受到严重磨损。

第二区域属过渡区，和表面破碎区一样，接触面压力小于岩石抵抗压入强度。这时岩石的破碎是属于疲劳破碎，钻进速度比钻压增加的快些。

第三区域，接触面上的压力等于或大于破碎体的抗压入强度。这时切削具能够切入岩石，岩石进行体积破碎，使钻进速度大大提高，并且钻压和钻进速度几乎成直线增加。

合理的钻头压力应是既能获得最大平均速度，又能保证钻头的耐久性。不同的岩石有不同的抵抗破碎强度，钻进中硬岩石，应采用较大的钻头压力，否则光磨切削具，进尺少；钻进软的岩石，虽然增大压力在一定的范

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