金刚石绳索取心液动锤冲击回转钻进技术应用探(2)
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【摘要】5 金刚石绳索取心液动锤冲击钻进与普通金刚石绳索取心钻进对比 5.1 金刚石绳索取心液动锤冲击工艺使用效果 南陵县桂花冲矿区和金子圩矿区多金属矿进
5 金刚石绳索取心液动锤冲击钻进与普通金刚石绳索取心钻进对比
5.1 金刚石绳索取心液动锤冲击工艺使用效果
南陵县桂花冲矿区和金子圩矿区多金属矿进行了金刚石绳索取心液动锤冲击钻进工艺推广应用,完成钻探工作量2425.84m,平均机械钻速1.82m/h,平均回次进尺2.98m,提高了28%,平均机械钻速提高了26%。金刚石绳索取心液动锤与普通金刚石绳索取心钻进技术指标对比见下表1。
5.2 金刚石绳索取心液动锤冲击钻进与普通金刚石绳索取心钻进对比说明
(1)金刚石绳索取心液动锤钻进效率大幅提高;
(2)金刚石绳索取心液动锤冲击钻进在坚硬“打滑”地层钻进机械钻速显著提高。主要是高频脉动冲击有利于金刚石钻头的出刃,克服金刚石孕镶钻头“打滑”现象,提高钻速和钻头寿命;
(3)金刚石绳索取心液动锤冲击钻进在硬、脆、碎地层钻进提高岩矿心采取率,延长回次进尺,提高了钻孔施工质量;
表1 金刚石绳索取心液动锤钻进与普通金刚石绳索取心钻进技术指标对比情况表矿区 岩石 钻进方法进尺/m机械钻速 回次进尺 备注m/h % m %南陵金子圩花岗岩、花岗闪长岩、变粒岩、石英闪长岩、绢英岩化碎裂岩绳索1485.27 1.23 100 2.15 100绳冲1553.74 1.65 134 2.75 130南陵桂花冲粉砂岩、花岗闪长斑岩、断层角砾岩、花岗闪长岩、大理岩绳索1460.60 1.77 100 2.18 100绳冲872.10 2.23 126 2.80 128
(4)金刚石绳索取心液动锤钻进内管到底报信可靠,可避免打单管。冲击锤产生的高频脉动使岩心进入岩心管更顺畅,有利于防止破碎地层中岩心堵塞,提高回次进尺,大幅度减少钻进辅助时间,减少孔内事故的发生;
(5)金刚石绳索取心液动锤钻进与普通金刚石绳索取心钻进相比,减少孔内事故发生,减轻了工人劳动强度;
(6)金刚石绳索取心液动锤钻进减少了提下钻次数,从而减少了钻头及钻杆与孔壁的摩擦,节约了钻探成本;
(7)采用冲洗液作为驱动介质,有利于维护孔壁稳定,适合于深孔和复杂地层钻进施工;
(8)金刚石绳索取心液动锤冲击钻进与普通金刚石绳索取心钻进相比,冲击回转钻进可在小钻压条件下实现高效钻进,沿钻具轴向传递的冲击力可减小软硬地层钻进时的效益差,减小钻孔弯曲,提高钻孔质量;
(9)普通金刚石绳索取心钻进是磨削钻进;液动冲击回转金刚石钻进是集回转与冲击为一体的组合钻进方法,施加给钻头的冲击荷载作用时间短,刃具与孔底的接触应力瞬间达最大值,使岩石脆性增加,有利于裂隙扩展,产生体积破碎,钻进效率高。
5.3 金刚石绳索取心液动锤冲击钻进工艺存在的问题
(1)传功环与承冲环易卡死,内管提不上来;
(2)在高频、高泵压的作用下,液动锤冲击钻冲锤和砧子易损坏,建议改进材质及淬火工艺;
(3)长时间工作,密封间隙及轴向尺寸变大,性能变差,冲击功变小或不工作;
(4)BW250 泵量级配与SYZX75 绳索取心液动锤钻进不太适应,一速52L/min 偏低,二速90L/min 泵压偏高,造成泵超负荷工作。建议采用BW300/16 泥浆泵以满足绳索取心液动锤对泵量的要求。
6 结语
金刚石绳索取心液动锤冲击回转钻进工艺是集绳索取心与液动锤冲击回转钻进为一体的先进钻探技术,在我单位近五年的应用试验中表明,金刚石绳索取心液动锤冲击钻探工艺具有钻进效率高、岩心采取率高、孔壁完整性好,大大降低了钻探成本低等优点,配合润滑性高的低固相泥浆,非常适用于硬脆碎地层钻进。综上,金刚石绳索取心液动锤冲击钻探工艺技术具有广泛的应用推广前景。
[1]《地质岩心钻探规程》 DZ/T 0227-2010.
[2]屠厚泽,谭学芳等.钻探工程学,1987 年3 月版.
[3]王达,何远信等.地质钻探手册,2014 年6 月第1 版.
文章来源:《金刚石与磨料磨具工程》 网址: http://www.jgsymlmjgc.cn/qikandaodu/2021/0429/417.html