耐磨耐腐蚀稳定性益矿科技主营隧道矿山潜孔钻头

潜孔锤钻头

潜孔锤钻头的种类很多,但从碎岩的硬质合金的形状可分为两种,一是刀片刃钻头,另一种是柱齿钻头,如图4-35所示。前者用于一般软地层,后者用于硬地层。


导正器表面开有提钻吹岩屑的风孔,与潜孔锤外壳底部接触的地方也开有风孔,以利吹孔时能使大量的空气从套管内部上返,并将夹在该部位的黏土清除。偏心轴上开的风口可对偏心扩孔钻头进行冷却并防止岩屑卡住扩孔钻头;大部分压缩空气由中心孔通过中心钻头的风道直接冲洗孔底已破碎的岩屑。岩屑通过开在导正器表面的风槽进入套管并被上返的高速气流或泡沫带出孔外。



钻具工作时,导正器表面和台肩上的通孔分别被套管鞋内表面及潜孔锤底部封闭,大量的空气进入钻头工作区,对钻头进行冷却和清洗孔底;提钻吹孔时,台肩上的通孔开启,由于孔底空气阻力大,大部分空气将从台肩上的通孔向上吹除套管内的岩屑。钻具再往上提,导正器表面的气孔也开启,气流对套管内的岩屑进行强力吹除。并经排粉罩排出套管或经正反接头进入双壁钻杆中心管排出钻孔。




转数

由于潜孔锤碎岩呈块状,故转速不要求太高。一般规律是,球齿钻头的磨损与转数成正比,岩石愈硬,研磨性愈高,转数应低些。




用双壁钻杆进行中心取样钻进时,加上带有封隔器的正反接头,取消排粉罩和取粉管。钻进时,空气或泡沫从钻杆进入潜孔锤使冲击器工作,冲击器活塞冲击导正器,导正器偏心轴上套着偏心扩孔钻头,前端用丝扣连接着中心钻头。当钻具正向回转,偏心扩孔钻头由于惯性力和井壁摩擦力张开,并在开启到最大位置后被导正器上的挡块限位。


转数大小与潜孔锤的最优转角和冲击频率有关,其三者关系为

地勘钻探工：初级工、中级工、高级工

式中:A为最优转角(°);n为钻具转数(r/min);f为冲击频率(次/min)。

如最优转角取11°,冲击频率为600次/min,则可求得钻具转数为18r/min。转数也可由钻头每回转一周,进尺10mm的经验关系求得。即

钻具转数/钻进速度=1.6 (4-6)

例如,小时效率为12.2m/h时,钻具转数n=12.2m/h×1.6=19.5≈20r/min。

潜孔锤跟管钻进方法

潜孔锤钻进用于基岩水井钻探,取得了非常好的效果。但对极其松散的流砂层、卵砂漂石层、回填土层及第四系覆盖层,则无法采用常规潜孔锤钻进方法。因而出现了潜孔锤跟管钻进法。



潜孔锤同步跟管钻具作用原理

这种钻具的钻头能在套管底部钻出大于套管外径的钻孔,使套管能顺利地跟进;在提钻时又能使扩孔钻头方便地缩回,使整个钻具能从套管中提出。图4-36所示为跟管钻进钻具组合图。它由潜孔锤、导正器、偏心扩孔钻头、中心钻头、偏心护套、砂土层用锥形钻头和套管鞋等组成。并根据需要可附加扶正器、取粉管、排粉罩,或者使用双壁钻杆加有封隔器的正反接头用于中心取样钻进。



钻进软硬夹层的地层时,钻具组合为:
外层。排粉罩-套管-套管鞋。
内层。钻杆及扶正器-潜孔锤-导正器-偏心扩孔钻头-中心钻头。为防止风量不足吹不出较大粒径的岩屑而造成卡钻,在潜孔锤上方装有取粉管。


冲击力由导正器传给中心钻头和偏心扩孔钻头,对孔底岩石进行破碎。偏心扩孔钻头扩出大于套管外径的通道使套管能不受孔底岩石的阻碍而通过。当套管外壁的摩擦阻力过大,套管停止跟进时,由于内层钻具继续向前破碎岩石,直到导正器上的台肩与套管鞋上的台肩接触,此时导正器将潜孔锤传来的冲击力部分施加给套管鞋,再加上钻压,迫使套管鞋带动整个套管柱与钻具同步跟进,保护已钻孔段的井壁。