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岩心钻探工艺之复合片钻头金刚石钻进

2018-01-19 00:00:00    来源:    点击:71    喜欢:0

  金刚石钻进
  
  一、概述
  
  1、金刚石钻进概念:用金刚石钻头在一定轴心压力下,以回转方式破碎孔底岩石的钻进方法。
  
  2、金刚石钻进的优越性:
  
  ①钻进效率高(工艺恰当时,能提高一倍以上);
  
  ②钻孔质量好(钻孔弯曲小、采取率90%以上);
  
  ③装备轻,劳动强度低(常采用小口径);
  
  ④事故少(孔壁间隙小,钻具回转稳定);
  
  ⑤成本低(效率高、质量好、事故少,综合成本低);
  
  ⑥适用范围广(可施工不同角度、不同孔径、孔深及不同用途的钻孔,钻进1~12级岩石)。
  
  3、金刚石钻进的原理:金刚石碎岩是通过研磨、磨削、刮削、剪切、切削、压皱、压入、压碎等综合作用,加上高转速带来高频率的作用。
  
  4、金刚石钻进适应范围
  
  ①岩石可钻性:1~12级;
  
  ②孔径及孔深:不限。孔径28~300mm,孔深可达4000m;
  
  ③钻孔方向:不限。可施工垂直孔、斜孔、水平孔和仰孔等;
  
  ④在严重坍塌的漏失地层中钻进,钻进、护孔堵漏困难;
  
  ⑤钻进坚硬致密岩层,会出现钻头不进尺的“打滑”现象;
  
  ⑥在石英破碎带及研磨性很强的地层中钻进,钻头寿命短;
  
  ⑦金刚石钻进还需要较好润滑性能的冲洗液冲洗润滑。
  
  5、金刚石钻具
  
  二、钻探用金刚石
  
  1、金刚石的分类:金刚石按成因分为天然金刚石和人造金刚石两大类,人造金刚石分为单晶、聚晶和孕镶块三种。
  
  2、人造金刚石聚晶:由十分细小的金刚石微粒组成的多晶金刚石,可根据需要加工成各种形状。
  
  3、人造金刚孕镶块:人造金刚石粉末和胎块金属粉末一起经压制烧制而成。
  
  4、人造金刚石聚晶复合片:是在高温高压条件下将金刚石聚晶层和硬质合金机体烧结一起的,既具有金刚石的高硬度、高耐磨性,又具有硬质合金的抗冲击韧性和可焊性的复合材料,简称PDC。适应于钻进软~中硬地层。
  
  5、金刚石的特性:
  
  ①硬度大、强度高,耐磨性好;
  
  ②化学稳定性好。不与酸反应,与碱反应缓慢;
  
  ③亲油疏水性,适合于用乳化冲洗液冲洗钻孔;
  
  ④热稳定性差。在空气中,300℃开始氧化,800℃开始石墨化,900℃质量变化,1000℃完全消失。
  
  ⑤性脆,抗冲击韧性差。

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