围内可以获得较快的进尺,但要注意解决排除岩粉、岩屑的问题,否则造成重复破碎或糊钻现象,也会降低钻进效率;在钻进有裂隙的岩层时,一般钻头压力应比正常压力降低20-30%,要防止切削具崩刃;钻进倾角大的岩层时,也应适当减少压力,以防造成孔斜。根据一般经验,开始接触孔底时的初压力,应比正常压力小1/3-1/4,钻进5-10分钟左右再转为正常压力。初压小,主要防止合金崩刀和修磨合金刃角时间;在一个回次的最后(半小时左右),又要适当增大压力,因为切削具刃角磨钝后与岩石接触底面积增大,从而降低了单位面积的压力,为保持其加压均匀所以需较大压力。
在各种不同地层和采用不同型号硬质合钻头进时每颗切削具压力见下表:
常用钻压、转速、冲洗液量参照表
钻头压力 岩石岩石取芯钻刮刀钻级别 性质 头(KN/头立轴转速(转/分) 冲洗液量 (升/分) 粒) (KN/cm) 1-3部分4级岩石 塑性、弱摩擦性0.5-0.6 1-1.2 200-350 80 均质岩石 5-7均质、级部磨擦分8性较0.8-1.2 1.2-1.5 150-250 80 级岩强中石 硬岩 31
石 8、转速对硬质合金钻进的影响:
钻头转速是衡量钻具回转快慢的参数,也是决定切削具在孔底单位时间内破碎岩石速度的因素之一,它与钻头压力配合组成切削力。
不同性质的岩石要求的最优转速也不相同。对于较软研磨性比较小的岩石,可以用高转速,其极限值很高,这时转速和钻进速度,几乎成正比地直线上升(如图3-2),因为磨擦性低的岩石,进(的)刀深,转速高时,钻速就高而摩擦性高的岩石,进刀浅,转速高时,缩短合金的使用寿命,钻速也不高。
综上所述。钻头的转速必须根据岩石性质和所用钻头类型来选择。
在具裂隙的岩层中,为了防止崩刃,转速适当降低。
22、送水量对硬质合金钻进有何影响?
答:送水量的大小与压力,转速的关系是主攻与协同的关
系。硬质合金钻时时,应尽可能采用最大的送水量,以迅速地排除岩粉、岩屑,经常保持孔底清洁,同时也起冷却润滑钻头切削具的作用,减少其磨损。送水量过小,造成岩粉岩屑在孔底工作面的堆积,增加了切削具钻进时的阻力,加速了刀尖的磨损,甚至会产生埋钻,烧钻及折断钻杆等事故;送水量过大,液流经过钻头底部由于急剧转向,造成很大水压,对钻头产生很大的浮力,使钻头有效压力减少,导致效率降低。因此,送水量的大小,应根据岩石性质,钻头直径、钻进速度等因素合理的选择。
(1)钻头直径越大或钻速越高,单位时间内产生的岩粉、岩屑数量就越多,水量也应越大。
(2)在摩擦性高的岩层中钻进,水量应适当加大,以减少岩粉、岩
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屑对切削具的磨损。
(3)在松软岩层中钻进,为了保证井壁不被冲垮,水量应适当减小。 技术规程的各个因素(压力、转速、送水量)是互相影响又密切联系的,在操作过程中,必须注意它们之间的关系和变化。
9、冲洗液的性质对钻进效率的影响:
冲洗液的性质对钻进效率的影响也很大,实践证明,清水钻进比泥浆钻进效率高。因为岩石和矿物都具有良好的亲水性,在岩石破碎过程中,表面有很多裂缝,由于毛细作用,清水易沿微隙侵入裂隙深处,象楔子一样,增加了破碎岩石的附加应力,使岩石抗破碎强度降低;而泥浆渗入微隙的能力比清水要差一些,对降低岩石抗破碎强度作用不大。因此在可能的情况下,应尽可量采用清水钻进,即使不允许使用清水,也应大力推广使用低固相或无固相的性能合乎要求的泥浆。
10、提高硬质合金钻进效率的途径:
(1)根据地层特点,正确选用不同类型的钻头和操作工艺。 (2)合理掌握回次进尺时间,是提高钻进效率的有效途径。 根据钻头类型、岩石性质、钻孔深度,选择合理的提钻时间。合理的提钻时间,可从机械钻速和回次钻速的关系中求得。
回次进尺 纯钻时间 机械钻速= 性 米/小时
回次进尺 纯钻时间+辅助时间 回次钻速= 米/小时
根据上述两个公式,绘制机械钻速和回次钻速曲线(如图3-3),从图中可以看出回次钻速与时间变化的关系。开始一段时间,回次钻速随时间的增加不断提高,但上升到某一最高值后逐渐下降,回次钻速的最大值就是合理的提钻时间,这时应提钻,更换或修整钻头,过早过晚都不好。过
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早,起下钻所占时间比理过大,纯钻进时间少,影响钻进效率;过晚,虽然增加了纯钻进时间,但机械钻速过低,也同样影响效率的提高。
合理的提钻时间,表明一个回次钻速的高低,是检查一个小班组织生产的水平和选择钻头类型是否适宜的重要标准。
(3)采用大压力、大泵量、快转速的强力钻进规程和快速升降的措施,这是取得高效率的手段。但要注意处理好三个关系,好钻头选型与地层实际情况相适应的关系;强力钻进规程与钻探设备实际水平相适应的关系;快速升降与遵守操作规程、保证安全生产的关系。
(4)采用小口径钻进。小口径钻进是一种快速钻进方法,它可以更有效地采用强力钻进
规程。因为小口径钻头与岩石接触面积小,在相同的钻头压力情况下,单位面积上的压力比大口径钻进要大,破碎岩石的功率提高;小口径可改善钻具的工作条件,钻杆弯曲小,便于传递大的压力,而不致折断;小口径消耗的功率小,有更多的动力来满足大压力快转速的需要;钻头直径小,可以提高钻头转速;由于钻孔小,在泵量相同的情况下,冲洗液上升速度快,能有效地排除岩粉。
另外小口径钻进时孔内事故少,即使出现了事故,也好处理,而且由于孔径小,孔壁岩石自由面小,增加了孔壁的稳定性,可减少掉块、坍塌现象。致于岩、煤芯采取率,只要根据不同地质条件,分别选用合适的小口径钻具(包括取煤器),加强技术管理,采取相应的技术措施,也可以满足地质要求。
(5)无岩芯钻进。在地质条件允许的情况下,采用无岩芯钻进,也是提高钻进效率的一个重要手段。无岩芯钻进,不仅可以采取强力钻进规程,而且由于不取芯,可以大幅度增加回次进尺长度,减少取岩芯的辅助时间。
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11、硬质合金钻进操作中的注意事项:
(1)新钻头下入孔底前,要严格检查钻头镶焊质量。下入孔内离孔底一定距离时,再提前开泵缓慢下放,慢速扫孔,待到孔底钻进正常后,再给予所需的压力与转速。
(2)正常钻进时,严禁无故提动钻具。发现孔内有异状如憋泵、岩芯堵塞或回转阻力增大时应立即处理。
(3)钻进砾岩或有裂隙的岩层时,钻头合金的底出刃应比钻进它岩层时低。
(4)使用无岩芯或针状胎块自磨钻头钻进时,均应带扩孔器或加保径合金。
(5)要保持孔底清洁和孔径一致,孔内残留岩芯超过0.3m或脱落岩芯,尤其是使用针状胎块自磨钻头钻进时,应采取措施,以防胎块掉入孔内。避免新钻头扫孔,旧钻头钻进。
(6)拧卸钻头时,严防管钳咬伤合金或夹扁钻头,取岩芯时,严禁猛墩钻具。
(7)掌握合理钻程,严格控制回次进尺时间,严禁打“懒钻”。 (8)与金刚石钻头分层钻进时,合金钻头的内外径一致。 (9)用硬质合金钻进时,严禁用钻粒卡岩芯。
万盛煤矿安全培训中心培训教案
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本次课题:液压冲击回转钻进 学时数:8 教学目的及要求:让职工学习掌握液压冲击回转钻进 教学重点:液压冲击回转钻进 教学难点:液压冲击回转钻进 教学方法:理论结合实际
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