金刚石钻头钻进ldquo打滑rdq

坚硬“打滑地层”钻进一直以来是钻进工作的一项难题。它的特点是岩石致密完整，抗压入硬度高，一般钻头钻进时效极低，极易被抛光，出现钻头不进尺的打滑现象。

随着深部找矿工作的开展，这种极难钻进的地层出现的深度、频率及厚度都在增加，如何有效地解决这一难题显得日益突出。

根据“打滑”地层孕镶金刚石钻头的碎岩机理，小编为您准备了：在坚硬致密弱研磨性岩层中金刚石钻头“打滑”现象解决方案。

坚硬致密弱研磨性岩层特点

1岩石硬度大，石英含量高

其岩石压入硬度一般可达MPa，其中部分在～MPa间，个别甚至高达MPa。

2强度高

这类岩层的造岩矿物细，粒度多为0.01~0.20mm，硅质胶结，颗粒之间结合力大，结构致密，整体强度高。其单轴抗压强度达MPa或更高。

3研磨性弱

由于钻进时效低，岩粉少且颗粒细，对钻头胎体磨损甚微，金刚石难以出刃。

在钻进坚硬致密弱研磨性岩层时，普通金刚石钻头容易出现“打滑”现象，即钻进时金刚石钻头在岩石上打滑而不进尺，或进尺极慢，时效常在0.1~0.2m/h间；回次进尺仅0.2~0.5m，钻头使用寿命2~3m。

由于打滑现象的发生，即使这种岩层只有几米或十几米也要耗费大量时间和钻头，导致整个钻孔施工周期延长，勘探成本增高，经济效益下降。因此，解决该类岩层钻进打滑问题具有实际意义。

常用的金刚石钻头选择

1金刚石钻头胎体硬度的选择

可选用胎体硬度为HRC15~25的金刚石钻头，因为软胎体容易被岩石磨损，金刚石容易出刃，钻进效率得到提高。但钻头使用寿命短，钻探成本高。

2金刚石粒度的选择

可选用粒度中等大小的金刚石，使金刚石与岩石之间增大压入岩石的单位压力，一般选用金刚石粒度在60目左右比较合适。

3金刚石浓度的选择

金刚石在胎体中的浓度越大，其钻头的耐磨性越强，这对钻进(打滑)地层是不合适的；反之，人为的降低钻头中的金刚石浓度，其钻头又不耐磨，钻头使用寿命短。

4金刚石钻头唇面的选择

改变金刚石钻头唇面的形状，如阶梯状、锯齿状、斜齿状及增加钻头水口数量等，均是以减少钻头唇面与岩石的接触面积，增大压入岩石的单位压力，达到提高钻进效率的目的。

5合理选择钻进工艺参数

通过合理选择钻进工艺参数，如调整转速、钻压、泵量等参数，也可以达到提高钻进效率的目的。

传统钻头人工出刃

的

解决方案

目前在施工中大量采用金刚石钻探施工的有：水电站建设，工程地质施工，地铁建设，核电站建设等，但其钻孔设计大多不深，深的为m左右，浅的为几十米，使用的钻探设备大部分是百米钻机，少部分为三百米钻机，使用往复式水泵，其他的钻探工具,消耗材料配置较为简单。

钻探过程中遇到(打滑)地层，钻进效率降低时，由于钻探设备功率小、材料配置少、钻进参数无法调整，为了不影响工期，提高效率，施工人员往往采用以下方法解决，但各有其短处。

（1）孔底干磨法

钻进中人为地短时间关闭循环水，加大钻进压力，使钻头与岩石直接磨檫，轻烧钻头，使磨钝的金刚石脱落，露出新的金刚石。但这种方法容易造成烧钻事故的发生。

（2）石英砂子磨孔法

钻孔较浅时，直接从孔口将石英砂子倒入孔底，再下钻具以小水量钻进一段时间，使钻头与石英砂子磨檫，使钻头上已经平滑的金刚石重新出刃。但这种方法容易造成钻具和钻头钢体提前磨损。

（3）砂轮磨耗法

直接将钻头与电动砂轮磨檫，使金刚石出刃。但这种法容易造成粉尘大，砂轮的碎粒容易溅入眼睛。

（4）锤击法

用铁锤,锉刀,钢锯等工具直接敲击钻头唇面，使其表面金刚石的光滑面被击破而出刃。但这种方法往往直接损伤钻头，容易造成钻头胎体脱落到孔底，造成事故。

（5）酸处理胎体法

利用硝酸浸泡钻头胎体，腐蚀其中的金属材料，使钻头胎体中的金刚石提前出刃而克取岩石，从而提高钻进(打滑)地层的钻进效率，但浓度不易控制。

金刚石钻进的正确操作方法

（1）掌握“五不扫”，即不用金刚石钻头扫孔、扫残留岩心、扫脱落岩心、扫掉块、扫探头石；

（2）掌握“三必提”，即下钻遇阻轻转无效、岩心堵塞、钻速骤降必须提钻；

（3）钻井过程中，发现钻头“打滑”，不准盲目加压强迫钻进，或瞬时干钻，应立即提钻；

（4）减压钻进，应用钢丝绳将钻柱拉直后再倒杆。之后用油缸将钻具提离孔底少许，再启动，以防钻头在重载荷下，突然转动而损坏；

（5）下钻前要配好机上余尺，在回次钻进过程中，不准将钻具提离孔底加长钻杆；

（6）在复杂地层中，提升钻具不得过快，并随时向孔内泵送冲洗液，以防“抽汲”作用造成垮孔；

（7）新钻头下空后，必须进行“初磨”。其目的是：了解钻头岩层适应性；使唇面与孔底磨合；抹去钻头虚伪尺寸和棱角；使孕镶金刚石出露等。

其方法是：开始轻压（约正常压力的1/3）、慢转（r/minz左右），进尺0.2-0.3m后，逐渐增至正常转速。第一回次不宜过长，及时提钻观察钻头磨损形态；

（8）坚持钻头出现以下情况，不再下孔：

1）表镶钻头内径比公称尺寸磨损0.2mm；孕镶钻头内径比公称尺寸磨损0.4mm时。

2）表镶钻头有少数金刚石脱粒、挤裂或剪碎。

3）表镶钻头金刚石颗粒出露超过1/3以上。

4）孕镶钻头因微烧而出现石墨化。

5）钻头出现偏磨或变形。

6）胎体有缺陷。

7）钻头水口和水槽尺寸过小。

8）胎体严重冲蚀。

9）钻头已异常磨损。

10）缸体变形、丝扣损坏。

鉴于施工条件的差异性，本文所阐述理论方法并不能完全应用于所有施工条件