卵砾石地层钻探用大直径加强型金刚石钻头的研制.pdf

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1、68探矿工程(岩土钻掘工程)2011年第38卷第8期卵砾石地层钻探用大直径加强型金刚石钻头的研制朱英，周原，赵究富(吉林省地质勘探技术研究所，吉林长春130103)摘要：采用不问于常规企刚钻头的议计念，选用高j虽度金刚石及耐磨金刚聚晶体，对普通金刚行钻头胎体配方进行了改进，对常规金刚石钻头的烧结—艺参数作了适当的调，试制出大商加强型金刚石钻头。该钻头在耐磨性、抗冲击韧性及保径等方而较常规金刚石钻头现出较大优势。在小改变常规钻进参数的情况下，较好地解决了卵砾石、破碎地层钻头寿命短、钻进速度慢、钻头易过早损坏等问题，口』供类似的地层钻探施工选用。关键词：加强型金刚石钻

2、头；胎体厚度；胎休工作层高度；金刚石粒度；金刚浓度；钻头寿命；钻进速度中图分类号：P634．4l文献标识码：A文章编号：1672—7428(2011)08—0068—04DevelopmentofLargeDiameterReinforcedDiamondBitforDrillinginGravelStrata／ZHUYing，ZHOUYuan，ZHAOXian-fu(JilinProvincial[nstituteofGeo—expIorationTechniques，ChangchunJilin130103，China)Abstract：Withdiffere

3、ntdesignidea，improvementwasmadeOilmatrixformulaoftraditionaldiamondbitbyselectinghighstrengthdiamondandwear-resistancediamondpolycrystallineandadjustmentwasmadeonthesinteringparametersoftradi·-tionaldiamondbit．Alargediameterreinforceddiamondbitwasdeveloped，whichhasadvantagesovertradit

4、ionaldiamondbitinwearng—resistance．anti—impacttoughnessandbitdiameterretention．Thebitservicelifeingravelandbrokenfonna—tionsanddrillingratewereimprovedwithnochangesoftraditionaldrillingparameters．Keywords：reinforeeddiamondbit；matrixthickness；matrixworkinglayerheight；diamondsize；diamon

5、dconcentration；bitservicelife；drillingrate1概述2卵砾石地层岩性特点在地质勘探、水利水电、桥梁道路等勘察领域钻卵砾石地层多为覆盖层，厚度一般在几米到几探施工中，经常遇到卵砾石、孤石、漂石及强风化破十米，有的可达百米。岩石成分复杂，粒径变化大，碎地层，该类地层一直以来是钻探施工领域的一大从00．1～20cln，还伴有020—100cm的漂石、孤难题，主要表现在：(1)钻进速度缓慢；(2)钻头易损石。卵砾石地层的特点是松散无胶结，空隙大，局部坏、钻头寿命短；(3)由于钻头内外径磨损严重，胎有架空层，渗透性大，漏失严重。其成分由

6、火成岩、体内径多磨损成喇叭口形状，造成取心质量低，岩心变质岩和沉积岩组成，颗粒组成无规律性，由粉细采取率很难达到地质要求。而一般勘察工程要求取砂、中粗砂、卵砾石和大漂石、孤石等组成。由于卵心直径较大，针对这种情况，研制一种解决上述难题砾石多为埋藏较浅的覆盖层，大都不同程度受到风的大直径加强型金刚石取心钻进用钻头显得十分必化作用，所以质地并不十分坚硬。要和迫切。为此，我所立项研制一种适用于该类地层钻探施工的大直径加强型金刚石钻头，以期解决3钻头受力分析钻头寿命短、平均时效低的难题。初步设计该钻头在卵砾石地层进行钻探施工，首先遇到的问题预期指标为：平均寿命22～28H

7、I，钻进平均时效为就是无法保证正常的钻进速度。如使用硬质合金钻0．8～1．21TI。经科研人员努力，试制出了成品钻头，头钻进，钻进速度慢且钻头寿命极低；而用普通常规该钻头在以卵砾石、孤石、漂石以及破碎地层为主的的金刚石钻头钻进也存在钻头寿命短、钻头易损坏、钻探施工中使用效果良好，基本解决了多年来在该岩心采取难等情况，一般钻头寿命5—8m。类地层中钻头寿命短、进尺慢的难题，加快了T程进出现这种情况的主要原因是由于钻头在卵砾石度，取得了较好的综合性经济效益。地层受力状态造成的。完整地层中钻进，钻头主要收稿日期：2011—04—25：修回日期：2011—06～27作者简

8、介：朱英(