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金刚石钻头钻具折断的原因
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  • 更新时间:2018/06/07 14:41:57
金刚石钻头地质钻探也成为岩心钻探,是利用地质钻机通过金刚石钻头钻具将旋转速度和扭矩传递给孔底和岩石接触的金刚石,通过连续的高效的切削而达到破碎钻进岩石的目的,通常潜孔钻进也在20米左右,有的深孔钻进甚至可达几千米,因此金刚石钻头钻具在孔内的受力十分复杂,如果操作不当导致钻具所承受的扭矩大于其上限范围,那么就会出现钻具折断的情况。一旦钻具折断,其打捞作业是既费时又费力,并且存在很大的钻孔报废的危险,造成极大的经济损失,所以研究金刚石钻头钻具折断的原因很有必要。
折断的金刚石钻头钻具
钻具折断的原因大方向主要是金刚石钻头钻具自身原因、操作技术原因和地质原因,总结的具体事项有以下几点:
一、钻具自身原因导致金刚石钻头钻具折断
国内生产金刚石钻头钻具的厂家很多,其制作水平参差不齐,质量必定也是存在差别,并且钻探作业实施人员对于钻具的保养也是影响钻具使用寿命的关键,因此总结的钻具折断的原因有:
(1)岩心管、钻杆等钻具不直,导致其在笔直的钻孔内扭矩大增;
(2)钻具材质存在质量问题,特别是材质中存在不溶性杂质和组分不均匀导致的钻具整体刚性和韧性的不均;钻进规程参数不合适如压力过大,钻速过快;
(3)磨损严重或有裂纹等缺陷,使用后保养不到位,下次使用时检查又不严,使问题钻具下到孔内。
(4)所用设备的技术状态不好,如:钻机稳定性差,回转器轴承有间隙等;动力机功率不足,超载荷时工作不稳定;往复式水泵送水量和压力不均,冲洗液产生脉动.
二、操作技术原因导致金刚石钻头钻具折断
好马配好鞍,再好的钻探设备和钻具如果钻探操作技术不过硬,很难达到理想的钻进效率并且容易发生钻具折断的情况,操作原因导致钻具折断主要原因有:
(1)钻机地基的强度不够以及钻机在基础上安装固定不牢;
(2)钻孔结构设计不合理,钻杆,岩心管的直径与孔径配合不合理;
(3)粗径钻具没带稳定接头;使用弯曲的钻杆和岩心管;使用钝的或为正常磨损的钻头(金刚石碎裂,唇部偏磨,钻头椭圆形磨损等);
(4)钻进规程参数的选择与所钻岩石的性质不适应;盲目的加压和加大钻速;
(5)钻杆锁接头不同心;钻杆由于制造方面的原因或使用过程中不均匀磨损(特别是在弯曲的钻孔中使用),造成壁厚不均和椭圆度,引起钻杆不同心,回转不平衡;
(6)主动钻杆弯曲,超长,在立轴中偏心;
(7)钻孔发生弯曲;
(8)使用过重的提引水接头和送水管;
(9)孔底有残留岩心或其它金属物品;
(10)孔内部清洁;钻孔中有严重超径的孔段或者钻进时有吊块,突然卡钻,夹钻,烧钻等。
三、地质原因导致金刚石钻头钻具折断
金刚石钻头钻进的岩层往往是非单一的、破碎的等复杂地层,这些外在的客观条件对金刚石钻头钻具的稳定性有很大的影响,极易造成钻具折断,容易造成这种情况的主要地层有:
(1)岩层破碎,裂隙发育.
(2)岩层软硬变化频繁.
(3)岩层层理,片理发育并于钻孔轴线形成锐角;
(4)溶洞,空学发育.
(5)岩层的颗粒度不均匀,具有非均质结构;
(6)岩石的硬度和强度不均.
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