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如何選擇適巖鉆頭和擴孔器

2020-11-28 09:41:12

黑龍江內防噴工具——如何選擇適巖鉆頭和擴孔器

適巖鉆頭和擴孔器的選擇繩索取心鉆進,除在軟巖鉆進仍可采用硬質合金鉆頭外,普遍采用金剛石鉆頭為碎巖工具,鉆頭壽命正常不低于30米,一般為30-300米,只有在堅硬的巖石中才降為5-30米。

要根據地層巖性的可鉆性選擇鉆頭。一般來講,含煤巖系地層可選用粗粒或中粒表鑲鉆頭和聚晶金剛石鉆頭;火成巖可選用金剛石表鑲鉆頭和孕鑲鉆頭;松軟、破碎地層可選用專用鉆具和側噴、底噴鉆頭或內管超前式、壓入式鉆頭;特別堅硬巖層可選用細粒表鑲鉆頭和特殊設計的孕鑲鉆頭。

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選用金剛石鉆頭次序時,要按金剛石鉆頭外徑和內徑尺寸分組排隊,依照一定的順序使用,先用外徑大、內徑小的鉆頭,后用外徑小、內徑大的鉆頭;每次下入的鉆頭與前一回次鉆頭的直徑之差要小。

新鉆頭下孔后必須進行初磨,即采用輕壓力(正常壓力的1/3)、慢轉速(每分鐘200-300轉)鉆進約10分鐘,然后再采用正常技術參數鉆進。

正常情況下,鉆進時效控制在每小時1.5-3米為宜。同時要注意,提鉆間隔大,純鉆時間長,鉆進效率高。但不能盲目追求提鉆間隔,這樣會造成金剛石磨損嚴重,易出現孔內事故。

擴孔器與鉆頭的級配要合理,否則起不到修整孔壁、保持鉆孔直徑合乎標準尺寸以及扶正和穩定鉆頭的作用,并且要像使用鉆頭一樣進行排隊使用。

鉆井液參數繩索取心鉆進應根據地層特點、鉆孔設計深度、施工要求選擇合適的鉆井液。孔壁完整的穩定地層,鉆孔設計為中淺孔,沖洗液應采用清水加潤滑劑;松軟、破碎、坍塌掉塊的地層,沖洗液應選擇不同性質的泥漿。

根據施工經驗,采用鉆井液的技術參數指標分別是:開孔后下完表層套管之前,一般采用優質低固相泥漿。其性能為:密度為每立方厘米1.04-7.05克,黏度為21-30秒,失水量7-10毫升,固相含量3%-4%,PH值8-10。開孔至完孔,孔壁完整、巖石穩定的地層,一般采用無固相泥漿。其性能為:密度為每立方厘米1.02-1.03克,黏度為17-22秒,失水量7-8毫升,PH值為7-8。坍塌、掉塊的巖石不穩定地層,一般采用優質低固相泥漿。其性能為:密度為每立方厘米1.05-1.1克,黏度為26-35秒,失水量為6-7毫升,固相含量4%,PH值為7-8.5。

注意事項鉆進過程中,往往由于鉆井液的性質及其在環空間隙(鉆桿柱與孔壁之間的間隙)的水力因素與巖性不相適應,造成鉆井液漏失,這已成為提高鉆探效率、降低鉆探成本的嚴重障礙。

應根據施工的特殊現象,判斷漏失情況。從巖層結構判斷,根據取出的巖心是否節理、裂隙發育等判斷孔底是否漏失;在含煤巖系中鉆進時,灰巖、砂巖等層位易發生鉆井液漏失。從鉆進過程中判斷,鉆進過程中突然發生鉆井液漏失,并伴有鉆進速度加快或鉆具墜落,可能遇到了破碎帶、大裂隙。從鉆孔內水位判斷,鉆孔出現漏失以后,首先停鉆測量孔內水位,確定漏失層位。孔內沒有穩定水位,全孔漏失,證明是在非含水層的鉆孔底部發生漏失;孔內穩定水位與地下水位一致,證明是在含水層的鉆孔底部發生漏失。孔底發生漏失時,若漏失層為非含水層,則穩定水位將在漏失層之下;若漏失層為含水層,則穩定水位可能在漏失層之上,也可能在漏失層中。

現在對鉆孔的堵漏方法很多,常用的有泥漿堵漏法、水泥堵漏法、化學漿液堵漏法、惰性材料堵漏法、套管堵漏法等。每種辦法都有其適用條件和范圍,要根據具體情況進行具體分析,有的放矢,采用多種方法,綜合治理。

鉆具的維護保養發現內管彎曲變形每超過0.5毫米時,應進行矯直或更換內管;局部有凹坑妨礙巖心進入時,也應更換。彈卡磨損,張簧變形,在彈卡張開寬度超過彈卡室內徑不足1.5毫米時,要及時更換;彈卡部位應經常注油潤滑,使其保持動作靈活。單動軸承應定期注入黃油,軸承失靈時,應拆開檢查,清洗除垢,損壞時應予更換。彈卡擋頭拔叉磨成圓角,不能帶動內管總成上部轉動,應用銼修平,發現斷裂及時更換。懸掛環與座環的吻合面磨成圓錐形,及時更換。卡簧座的水口深度應保持在4毫米,小于2毫米時必須及時加深,卡簧座和卡簧變形及時更換新品。打撈物或打撈予端部磨損,尾簧變形不能有效地撈取內管時,應予更換。


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