金刚石钻头使用方法.doc

地大金石”牌金刚石钻头
使用说明

“地大金石”牌钻头主要运用热压法、低温电镀法制造地质工程用钻头、石油钻探金刚石钻头、大直径工程钻头、薄壁金刚石钻头。采用AAA级天然金刚石、SMD级人造金刚石，按照国家标准、地质标准、冶金部标准、DCMA标准、美国常年公司Q系列标准、瑞典克芮留斯标准生产。其系列产品有：地质工程钻头——单、双管及绳索取芯钻头；扩孔器——单、双管、绳索取芯扩孔器及专用扩孔器（扩孔钻头）；薄壁金刚石钻头、金刚石锯片、复合片钻头、潜孔锤钻头、石油钻头及钻探工具（包括卡簧、卡簧座 、短节、单、双管钻具、锁接头、水龙头、钻杆、套管、标贯、合金钻头、提引器等）。

我公司生产的系列钻头适用5－12级岩石的钻进。选用抗压强度为16-18公斤/粒，粒度为25/30、35/40、40/45、45/50、50/60、60/70、70/80、80/100、100/120的优级金刚石。
一、选用钻头一般原则：
5-7级完整，均质的岩层。例：页岩、灰岩、砂岩，胎体硬度一般选用HRC35º-45º的电镀钻头；
7-9级中等研磨性、较完整的岩层。例：大理岩、硅质灰岩、普通花岗岩，一般选用HRC35º-40º的平底型钻头；
9级以上中等研磨性，较完整的岩层。例：石英砂岩，宜选用HRC25º左右的金刚石电镀、热压钻头；
坚硬、研磨性弱的岩层（俗称“打滑地层）。例：石英岩即从取芯情况来看手感光滑。宜选用HRC15-20º左右的高低锯齿型电镀金刚石钻头或者5-10度的热压齿轮钻头；
钻进裂隙发育，构造复杂的破碎岩层，宜选用HRC45º胎体的金刚石钻头。
二、领用
在领用钻头时，要认清包装袋里卡片每一栏——直径、硬度、粒度、浓度。当领到机场后，卡片与钻头要一一对应，以免将不同硬度钻头混淆，影响使用效果。特别对于还可使用的旧钻头最好与原卡片对应，方便下次选用。如长时间不用，丝扣可用黄油保护，待用时用钢丝刷清理丝扣，再用。对于扩孔器，领用时要谨慎检查丝扣有无变形，以免在工地来回奔走。
三、配装
安装钻头前，选择适当胎体硬度、金刚石粒度浓度与岩石的物理性质相匹配。扩孔器螺纹、钻头螺纹、钻具的输出螺纹相互配套。旋紧钻头和扩孔器，检查确认配合适当后方可作业。在拧紧的过程切勿用管钳或自由卡钳咬伤胎体。同时检查新钻杆和钻具水路是否畅通，钻具单动性能是否良好，工作钻杆是否弯曲、是否有裂纹。
四、使用方法
1、排队轮换使用：当钻孔深度确定之后，应根据钻孔结构和岩层特性考虑可能需要的钻头数量、类型，将所需钻头一次领出，用游标卡尺测量钻头的内外径、胎体高度并记录在交接班记录本或工作本上，按钻头大小排队交替使用。先用外径大，后用外径小；同时亦用内径较小、后内径较大。
2、新钻头下孔之前，最好将孔内残留岩芯打捞完。防止新钻头下孔钻进时，因内径大小不一造成岩芯堵塞，损伤钻头的内径。由于昆明院地质队取芯要求特高达95％以上，或因钻头直接下孔钻进，套取岩芯时，损坏岩芯外表面，影响地质员对岩芯结构的判断。要求实际操作经验丰富的机长亲自下孔套取；一能避免损伤钻头、二保证钻孔质量、三不影响机组经济利益。
3、新钻头下孔之后，下离孔底0.3米—0.5米应开泵送水，再缓慢下放。离孔底0.2米左右即卡紧卡盘，轻压慢转。初磨约10至15分钟，约0.2－0.3米，同时考虑残留岩芯长度，待与孔底磨合，才能采用正常的钻进技术参数。一般说来，初磨得好的钻头其寿命都较高。
4 、合理选配卡簧：电镀钻头表面粗糙不平，内径不易精确测量，故卡簧的选配特别要仔细。通常卡簧的自由内径应比钻头内径小0.3-0.4毫米。随着钻头内径的磨损，岩芯直径不断变粗，因此，钻场应配备2-3种规格的卡簧，以便选择使用。卡簧的检查方法是：把卡簧装入卡簧座内并套在岩芯上，卡簧对岩芯既要有一定的抱紧力，又能在岩芯上被轻轻推动，卡簧抱紧岩芯后不得露出卡簧座
5、合理选用扩孔器
扩孔器与钻头的配合，扩孔器的直径应比钻头的外径大0.3-0.5毫米。在坚硬岩层中一般不能超过0.3毫米。扩孔器外径过大易加据磨损。扩孔器的直径不能小于钻头外径，否则就起不到保持钻头直径的作用影响以后钻头和扩孔器的使用，而且会发生严重的夹钻事故。
6、为金刚石钻头创造良好的工作条件
①孔内清洁、孔底平整，孔径规矩，每个回次始末，都应该开大泵量冲孔，发现孔底有硬质合金碎屑、胎块铁屑，要立即采用粘、吸、冲、捞、捣、抓、磨等方法清除。
②换径做好孔底的清理和整修工作。下套管后，用锥形钻头将换径台阶修成锥形，并取净孔底异物。方便钻头下孔，由其对于斜孔要注意。如遇堵，不得猛墩钻具，可用管钳慢慢回转钻具。
③改善钻具稳定性，钻进工程中，合理选择钻进技术参数。
④注意烧钻。
7、注意事项：
①开机器钻进时，要轻放离合器，从而减轻钻头压力，使钻具在较轻的负荷下缓慢启动。
②减压钻进时，要用卷扬机吊牢，防止瞬时压力剧增，压碎钻头胎体。
③发现岩芯堵塞，憋泵，钻进速度突然下降，钻机负荷突然变大等异常现象后，应立即起钻处理。
④钻进应由专人负责，集中精力，精心操作，注意进尺瞬时变化情况、返水量的大小、泵压高低及柴油机响声。
⑤钻杆接头必须抹黄油或缠棉纱，并切实拧紧，防止冲洗液中途漏失。
⑥金刚石钻头严禁在孔内干钻。
⑦特别酒后、娱乐熬夜疲劳后禁止进行金刚石钻探作业。一有碍人身安全、二影响正常作业。
⑧提钻具应稳，不能猛刹车，卸钻杆也应稳，以免振动造成岩芯脱落。
⑨掌握“五不扫”即不用金刚石钻头扫孔、扫残留岩芯、扫脱落岩芯、扫掉块、扫探头石。如需扫孔、扫探头石，可用扩孔钻头（此钻头专门扩孔用）。
⑩掌握“三必提”即下钻遇阻轻转无效、岩芯堵塞、钻速骤降，必需提钻。
8、钻头的磨损情况分析：
①金刚石钻头的正常磨损状况：金刚石出露约占粒径的1/3-1/4，表面粗糙扎手，在钻头的旋转尾部形成后支撑象蝌蚪状，从而产生有效的工作区，这就说明胎体的性能与岩石的研磨性相适应。
②金刚石钻头的非正常磨损，包括：
A、水口冲刷严重
B、钢体磨损严重或钢体有拉槽
C、工作层出现个别脱块或碎裂
D、钻头的内外径磨成锥形、喇叭形或出现台阶状
E、钻头工作的底唇面金刚石被磨损至发亮，金刚石不显露，俗称被抛光
F、钻头胎体磨损过快，约消耗0.3毫米/米以上，属消耗过快
实践表明造成钻头非正常磨损的原因一般有三种：
A、钻头性能与岩石不适应
B、操作不当
C、钻头质量较差
因此，通过对钻头非正常磨损的分析，有利于提高钻进、钻探水平。
五、可能出现个故障与排除方法
1、钻头进尺缓慢甚至不进。
原因：（1）岩石比较坚硬、致密；
（2）选择的金刚石钻头的胎体太硬，金刚石浓度过高；
（3）钻机使用超龄，柴油机马力不足，钻压加不大，转速提不高；
解决办法：（1）根据岩石的性质选择较软的胎体硬度或选用锯齿型电镀钻头或热压钻头；
（2）选择浓度偏低的钻头；
（3）选用机械性能好的钻机如XY－2B，维修和保养好柴油机，保证充足马力；一般孔深0—200米,
XY－2PC可应付；如孔深0－300米或300米以上宜1000型钻机。
2、金刚石钻头内外径磨从成喇叭形或台阶
原因：（1）孔底有胎体碎块、碎金属、坚硬石块；
（2）用钻头扫探头石；
（3）岩芯堵塞后仍强行钻进；
（4）所钻岩层硬、脆、碎；
解决办法：
（1）用旧钻头套取碎块、碎金属或者用磨孔钻头清理孔底；
（2）当遇探头石时，最好用旧钻头或扩孔钻头清理；
（3）堵塞后，首先轻提钻具，反复三次无效果，必须提钻；
（4）遇硬、脆、碎地层用HRC45°以上硬度胎体；
3、胎体内外或胎体偏磨
原因:（1）钻头钢体或钻具与钻头不同芯
（2）钻具振动剧烈
解决办法：
（1）改善钻具稳定性——机场平整稳固；机械安装稳固、周正、水平，用水平尺仔细测量；钻机与柴油机的传动轴中心对准；保证机上钻杆垂直；条件允许使用乳化冲洗液；
（2）钻具首先不弯曲变形，如发现不同芯与供应组联系或与我厂直接联系更换。
4、注意烧钻：其征兆——柴油机突然背力；水泵压力表突然增大；其它方面因素：一盲目加压，追求进尺，排粉不及时，造成孔内岩粉淤积，会产生烧钻；二冲洗液供给不足或循环中断。
5、人工出刃办法：一用锉刀敲击唇面，在唇面留下细槽或使表面粗糙即可；二用磨刀石或砂石人工磨钻头；三用王水（盐酸∶硝酸＝3∶1）腐蚀；四用废电水泡钻头；五如机场或项目部有砂轮机，可用砂轮机修磨钻头表面，均可达到一定效果。
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