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钢粒、合金钻进技术,合金结构钢技术条件,微合金化钢生产技术,管线定向钻进技术规范,跟管钻进技术,潜孔锤钻进技术,合金钢,合金钢管,合金钢回收,合金钢板
§5 地质勘探钻进技术 §5-1 地勘钻进特点 §5-2 地质勘探钻进方法分类 §5-3 钢粒钻进 §5-4 硬质合金钻进 §5-5 金刚石钻进 §5-6 反循环钻探技术简介 §5-1 地勘钻进特点 地质条件千变万化 使用设备五花八门 取样要求严而又严 技术应用从古至今 地质条件千变万化 沉积岩、火成岩、变质岩样样不少; 坚硬-松软、完整-破碎、坍塌-缩径; 构造复杂、裂隙丛生、溶洞发育; 地形复杂、交通不便、供水困难; …… §5-2 地质勘探钻进方法分类 钢粒钻进 硬质合金钻进 金刚石钻进 冲击钻进(砂矿钻进) §5-3 钢粒钻进 用未镶焊切削具的钻头压住钢粒或铁砂并带动它们在孔底翻滚而破碎岩石的钻进法,统称为钻粒钻进。钢粒钻进是19 世纪后期开始用于钻孔工作的。这种钻进方法主要用于钻进中等硬度以上的坚硬岩层,硬合金钻进方法因受其切削具的硬度及耐磨性的限制,现在只用于钻进中等硬度以下的软岩层,在地质勘察钻孔中,用于钻进坚硬岩层的方法,目前主要有钢粒钻进和金刚石钻进两种, 钢粒钻进井底过程 钢粒钻进碎岩机理 钢粒钻头 钢粒钻进规程参数 钢粒钻进规程参数包括:投砂方法及投砂量、钻压、转速和冲洗液量等。 向孔底供给钢粒的方法称为投砂方法。正确地选用投砂方法和合理控制投砂量对钢粒钻进的效果和质量有很大的影响。钢粒钻进的投砂方法有三种:一次投砂法、结合投砂法、连续投砂法。 一次投砂法,就是在钻进开始前把一个回次所需的钢粒一次投入孔底。 结合投砂法,又称分批投砂法。这种方法是在回次开始前先投入一定数量的钢粒,待钻进一定时间后再分别补投1 ~2 次。 连续投砂法,是在钻进过程中连续不断地(或小组分接连不断地) 向孔内供给钢粒,以补充钻进中的消耗。连续投砂法必需用专门的连续投砂器。 二、钻压 在钢粒钻进中,钻压是保证钢粒在孔底破碎岩石的必要条件。钻压是岩石破碎和牵动钢粒所需连系力的主要依据。钢粒钻进中必须有足够大的钻压。 P=pS 式中: P-轴向钻压kg;p-钻头单位唇面面积所需的压力kg/cm2,S-钻头唇面的实际面积cm2 。 大量的试验表明:钢粒钻进的单位压力存在一个最优值。实践表明:单位压力的最优值取决于钻粒强度、岩石级别以及钻头转速等因素。 §5-4 硬质合金钻进 利用镶焊在钻头体上的硬质合金切削具,作为破碎岩石的工具,这种钻进方法通称为硬质合金钻进。显然,它是以破碎岩石的切削研磨材料而命名的。这类命名方式还有:金刚石钻进、钢粒钻进等。 硬质合金是一种坚硬材料,前面已经讨论过。但在实际使用中,硬质合金钻进只适用于钻进中等硬度以下的地层,即可钻性1 ~7 级和部分8 级地层。若在更为坚硬的岩层中钻进,则切削效果很差,切削具磨损很快或易折断而迅速失去钻进能力。当前,软的和中硬以下的地层,尤其是土层的钻孔工作,主要靠硬质合金钻进。 硬质合金钻进井底碎岩工况 钻头上切削具切入岩石的必要条件是:切削具与岩石接触面上的单位压力必须大于(或最小等于) 岩石的抗压入硬度,即: 式中Py ——单个切削具上的轴向压力; S0 ——切削具与岩石的接触面积; Hr ——岩石的抗压入硬度。 Py ≥S0Hr 是切削具切入岩土的必要条件。否则,切削具在井底就不能切入岩土,碎岩过程只能是切削具对岩土的表面磨蚀,碎岩效果很差。因此,在硬质合金钻进中,必须有足以使切削具切入岩石的轴向压力。 制造硬质合金钻头的材料 钻头体钢管 钻头体是用D35 或D45 号钢的无缝钢管制成。前苏联是用9O CT1050 -74 的30 ,35或45 号钢或9OCT-380-71CT.4号钢制造硬合金钻头体。这种钢可保证钻头体有足够的强度和焊接时对焊料有良好的浸润性。肋骨钻头的肋骨用与钻头体相同的钢制作。切削具的垫片和安装薄片用9OCT1050-7410,20和35号或9O CT380-71号钢制作,以保持硬合金片的稳定性和刚性。固定的支撑片用强度较高的钢9OCT -7445 号钢制造。 硬质合金 地质勘探钻进中所采用的硬质合金主要是碳化钨(WC—钴(CO)系硬质合金。它以碳化钨粉末为骨架金属,钴粉末为粘结剂,用粉末冶金方法制成。这类硬质合金称为YG 类硬质合金。 影响硬质合金性能的因素 随着合金中含钻量的增加,相对密度有所下降,硬度逐渐降低,耐磨性能降低;而抗弯强度逐渐增高,同时冲击韧性也提高。 合金中碳化钨粉粒的粗细度对机械性能有影响:粒度变细、硬度增高,抗弯强度却有所下降。例如YG6 的碳化钨粉的粒度为2.81 ~3.23μ 时,其硬度为HRc A88.5 ;碳化钨粉的粒度为1.35μ时,其硬度为HR A92 。碳化钨粉的粒度变细,其耐磨性能有所提高。 硬合金的冲击韧性也随着含钴量增加和碳化钨粉的粒度增大而
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