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成果登记号 |
19890443[03587] |
项目名称 |
切槽法金刚石钻进岩石可钻性分级 |
第一完成单位 |
地质矿产部无锡钻探工具厂、东北工学院 |
主要完成人 |
张荣清、费寿林、陈玉田、张景芳、王连印 |
主题词 |
切槽法;金刚石;钻进;分级 |
在研究人造金刚石孕镶钻头回转钻进破岩机理的基础上,摸拟金刚石钻进的基本原人造金刚石孕镶试棒在规定的技术参数条件下,对岩心测表面刻切环形失径△d和试棒失重△w作为指标,综合表示岩石可钻性和研磨性,并设地质队,又可用于实验室的JZ-1型岩石可钻性测定仪,对辽宁、江苏、山东等省的80余种岩石、800多个岩样进行了实验室研究和现场测试计理论进行分析,提出了金刚石钻进岩石可钻性分级的新方法--切槽
金刚石钻头要根据岩石硬度才能确定钻头胎体硬度,岩石硬度不同金刚石钻头胎体也不同,其进尺速度也不同:一.如果是.在硬的、坚硬的、可钻性级别高的和裂隙、破碎的岩石中钻进时,应选用细粒表镶或细目数孕镶的钻头...
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石英砂岩金刚石钻进钻头的选择
本文介绍了在石英砂岩地层金刚石钻进钻头结构选择的一些原则,仅供业内同行借鉴和参考。
金刚石钻进的操作与钻头磨损形态分析
金刚石钻头要求与岩石性质相适应,如选用得当,会收到较好效果;若选择不当,不但钻进效果不好,甚至引起其他方面的麻烦。本文主要阐述了金刚石钻头的使用、钻头磨损形态分析等问题。
在一定的技术工艺条件下, 岩石按被钻头破碎的难易程度的分级。根据钻进方法的不同,岩石可钻性分别有岩心钻探的岩石可钻性、 手动回转钻进的岩石可钻性、螺旋钻进的岩石可钻性、钢丝绳冲击钻进的岩石可钻性、 冲击振动钻进的岩石可钻性和石油钻井的岩石可钻性等。 中国冶金工程钻探采用岩心钻探的岩石可钻性。岩心钻探的岩石可钻性分为12级。表1为1958年中国地质部颁布的《岩石十二级分级表》,此表是以对于在规定的设备、 工具和技术规程的条件下进行实际钻进所获得的大量资料的统计分析为定级基础的。随着对岩石物理力学性质的深入研究、测试技术方法和仪器的进步、钻探设备和工艺技术的发展,为适应金刚石钻探工艺应用的需要, 并使岩石可钻性分级更趋科学、 准确、 合理, 1984年中国地质矿产部颁布了《金刚石岩心钻探岩石可钻性分级表》。该分级表采用了以岩石压入硬度为主,同时考虑摆球回弹次数、塑性系数、微钻速度和声波穿透速度等的综合分级法,将岩石仍分为12级,列为以压入硬度、摆球硬度和统计效率为指标的 (表2)、以微钻速度为指标的 (表3)和以声波穿透速度为指标的分级表。 实际应用时互相参照, 使岩石可钻性定级更符合实际情况。
表1 岩石十二级分级表
岩石 等级 |
岩石类别 |
代 表 性 岩 石 |
可钻性/ m·h-1 |
回次长度/ m |
Ⅰ |
松软疏散的 |
次生土、土壤、矽藻土 |
7.50 |
2.80 |
Ⅱ |
较软疏散的 |
黄土、粘土、冰 |
4.00 |
2.40 |
Ⅲ |
软的 |
风化变质的页岩、千枚岩、泥灰岩、褐煤、烟煤 |
2.45 |
2.00 |
Ⅳ |
较软的 |
页岩类、较致密泥灰岩、岩盐、火山凝灰岩 |
1.60 |
1.70 |
Ⅴ |
稍硬的 |
泥质板岩、细粒石灰岩、蛇纹岩、纯橄榄岩、无烟煤 |
1.15 |
1.50 |
Ⅵ |
中等硬度 |
微矽化石灰岩、千枚岩、石英云母片岩、辉长岩 |
0.82 |
1.30 |
Ⅶ |
中等硬度 |
矽质灰岩、石英二长岩、含长石石英砂岩、角闪石斑岩、玢岩 |
0.57 |
1.10 |
Ⅷ |
硬的 |
矽卡岩、千枚岩、微风化花岗岩 |
0.38 |
0.85 |
Ⅸ |
硬的 |
高矽化石灰岩、粗粒花岗岩、矽化凝灰岩 |
0.25 |
0.65 |
Ⅹ |
坚硬的 |
细粒花岗岩、花岗片麻岩、坚硬的石英伟晶岩 |
0.15 |
0.50 |
Ⅺ |
坚硬的 |
刚玉岩、石英岩、含铁矿碧玉岩 |
0.09 |
0.32 |
Ⅻ |
最坚硬的 |
未风化致密的石英岩、碧玉岩、燧石 |
0.045 |
0.16 |
表2 金刚石岩心钻探岩石可钻性分级表 (压入硬度和摆球硬度)
岩石级别 |
岩石物理力学性质 |
钻进时效指标 |
||||
压入硬度/ MPa |
摆球硬度 |
统计效率/m·h-1 |
||||
弹次 |
塑性系数 |
金刚石 |
硬合金 |
钢粒 |
||
1~4 |
<1000 |
<30 |
>0.37 |
>3.90 |
||
5 |
900~1900 |
28~35 |
0.33~0.39 |
2.90~3.60 |
2.50 |
|
6 |
1750~2750 |
34~42 |
0.29~0.35 |
2.30~3.10 |
2.00 |
1.50 |
7 |
2600~3600 |
40~48 |
0.27~0.32 |
1.90~2.60 |
1.40 |
1.35 |
8 |
3400~4400 |
46~54 |
0.23~0.29 |
1.50~2.10 |
0.80 |
1.20 |
9 |
4200~5200 |
52~60 |
0.20~0.26 |
1.10~1.70 |
1.00 |
|
10 |
5000~6100 |
59~68 |
0.17~0.24 |
0.80~1.20 |
0.75 |
|
11 |
6000~7200 |
67~75 |
0.15~0.22 |
0.50~0.95 |
0.50 |
|
12 |
>7000 |
>70 |
<0.20 |
<0.60 |
表3 金刚石岩心钻探岩石可钻性分级表 (微钻钻速)
岩石级别 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
微钻钻速/ mm·min-1 |
216~259 |
135~215 |
85~134 |
53~84 |
34~52 |
21~33 |
14~20 |
9~13 |
6~8 |
≤5 |
注: 表2和表3中“代表性岩石”一栏略。
为使用方便,常把1~3级称为“软岩石”;4~6级称为“中硬岩石”;7~9级称为“硬岩石”;10~12级称为 “坚硬岩石”。
对七个矿区30多种岩石的一般物理力学性质进行了压入硬度、肖氏硬度、摆球硬度横波速等10个参数的测定并与相应的微钻指标进行了回归分析,在求得石可钻性最优参数组合前提下,建立了金刚石钻进综合参数计算分级方法相比,分级较准确,客观性和科学性强,测试方法易于推广。与此同金刚石钻进回转破碎比功分级方法。这是利用破碎单位体积所消耗的功可钻性。这种方法是建立在自行研制的SDB-1型比功仪来实现的。采用岩石可钻性分级准确性高,能全面地反映钻机的经济活动效果,能准确比功。此外,自行研制的SDY-1型微钻机具有一机多用、结构新颖、使低廉的特点。 2100433B
成果登记号 |
19880022[02493] |
项目名称 |
岩石可钻性分级研究 |
第一完成单位 |
陕西省地质矿产局综合研究队 |
主要完成人 |
沈世雄、樊冀安、唐忠林、王景泉 |
主题词 |
岩石;钻性 |