淺析煤田地質勘探中鉆頭的選擇

袁達成

摘 要:鉆探工作中鉆頭的科學選擇與使用對提高鉆探效率是功不可沒。硬質合金鉆頭的選擇使用,金剛石鉆頭的選擇使用

關鍵詞:鉆頭選擇硬質合金鉆頭金剛石鉆頭科學選擇使用

中圖分類號:TP2 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)06(b)-0098-01

為了開采煤炭資源適應煤炭工業發展的需要,必需進行煤田地質勘探,因此,煤田地質勘探工作得到了黨和國家的高度重視,而廣大勘探工作者也奮發圖強,充分發揮聰明才智,使鉆探工作面貌煥然一新,表現在鉆探工藝方面:已發展了各種硬質合金鉆頭;在煤田和某些軟至中硬巖層發展了輕便刮刀鉆頭無巖芯鉆進;在硬及堅硬巖層采用金剛石鉆頭鉆進;推廣了金剛石鉆進工藝。從而使煤田地質勘探工作取得了巨大發展。

鉆探工作中鉆頭的科學使用對提高鉆探效率是功不可沒的。下面就介紹一下鉆頭的合理選擇。

鉆頭按照用途可分為;無芯鉆頭和取芯鉆頭。按照鉆頭體鑲嵌的合金材料可分為;硬質合金鉆頭和金剛石鉆頭。現階段我們選擇鉆頭只是選用硬質合金鉆頭還是金剛石鉆頭。

首先,硬質合金鉆頭是將硬質合金按照一定要求鑲嵌在鉆頭體上,利用硬質合金對巖石進行破碎。硬質合金鉆頭一般適用于可鉆行I—VI級的及部分VII—YIII級的沉積巖、變質巖和巖漿巖。

硬質合金鉆頭鉆進的特點有以下幾點。

(1)可鉆進任何角度的鉆孔,鉆孔質量好。

(2)在軟及中硬巖層中鉆進效率高,鉆進質量好,鉆探材料消耗少,成本低。

(3)鉆進時,操作簡便,鉆探方法靈活,應用范圍廣泛。

硬質合金鉆頭的選擇與使用原擇有以下幾點。

(1)嚴格檢查鉆頭的鑲焊質量。

(2)任真做好鉆頭的分組、排隊,輪換修磨使用,以保證孔徑一致。

(3)鉆頭排列使用的順序是:先用外徑大內徑小的鉆頭,后用外徑小內徑大的鉆頭,以減少每次更。

換鉆頭后的掃孔修磨巖芯的時間。

硬質合金鉆頭鉆進時,除合理選擇鉆頭,正確掌握鉆進技術參數外,還要配合正確的技術操作方法,以保證孔內安全,提高鉆進效率和鉆孔質量,降低鉆探成本,充分發揮硬質合金鉆頭鉆進的效益。

其次,金剛石鉆頭是將金剛石鑲嵌在鉆頭體上用金剛石破碎巖石。金剛石鉆頭鉆進的優越性很多,具體有以下幾點。

(1)鉆進效率高,金剛石具有硬度特高,耐磨性極強等特性,其破碎巖石的效能遠超過其他切削具,所以金剛石鉆頭鉆進效率高于其他。

(2)鉆探質量高,具體表現在巖芯質量和鉆孔彎曲度上。

(3)事故少,由于巖粉顆粒細,易排出孔外,孔底清潔,且孔壁完整,孔壁、鉆具間隙小,鉆具工作條件好。

(4)鋼材消耗少。

(5)成本低。

(6)應用范圍廣。

竟管,金剛石鉆頭鉆進具有極大優越性,但是金剛石鉆頭的鉆進成效與鉆頭的合理選擇與應用是密切相關的。金剛石鉆頭的選擇原擇如以下幾點。

(1)軟和較軟巖層選用聚晶金剛石鉆頭;軟的、中硬和完整均質較硬巖層選用天然金剛石表鑲在鉆頭;軟硬不均、節理發育和裂隙巖層選用孕鑲鉆頭。

(2)按金剛石粒度來選,巖石的研磨性越高,硬度越高,則鉆頭的金剛石顆粒應越小,最好用孕鑲鉆頭。巖石硬度越低,研磨性越弱,則鉆頭的金剛石顆粒應越大,如天然金剛石鉆頭,聚晶金剛石鉆頭。

(3)按金剛石鑲焊濃度來選,巖石硬度越高或研磨性越弱,則鉆頭金剛石濃度應越低;反之,巖石硬度越低或研磨性越強則鉆頭金剛石濃度應越高。

(4)對胎體性能來選,巖石的研磨性越強或硬度越低,則鉆頭胎體的硬度應越高;反之,巖石的研磨性越弱或硬度越高,則鉆頭胎體的硬度應越低。但是,研磨性強且硬度高的巖石,就不應選軟胎體鉆頭。

(5)選擇鉆頭時,還要考慮到與巖石性質相適應的鉆頭唇面形狀。一般地,中硬中研磨性的巖層,宜選用平底唇面或弧形唇面。堅硬且研磨性高的巖層,可用半圓形唇面。復雜、破碎不易取得巖芯的地層,可選用階梯底噴式唇面。堅硬、致密易出現打滑的巖層,可選用鋸齒形或單雙塊等形唇面。

金剛石鉆頭的使用同硬質合金鉆頭的使用相同,都要進行“分組”“排隊”。

鉆頭的鉆進成效,與鉆頭管理密切相關。只有科學的選擇與使用鉆頭,才能提高鉆速,減少事故,增加純鉆時間和延長鉆頭壽命。對提高煤田地質勘探工作效益具有現實亦義。

參考文獻

[1] 李大拂.電鍍金剛石鉆頭技術[J].地質出版社.1995,8.

[2] 煤炭工業部基本建設辦公室勘探處編[J].煤田鉆探硬質合金鉆頭.