Question

深部钻探金刚石钻进与钻头使用要点

Answer 1

(一)钻杆、钻具要求

1)深孔结构较复杂,应合理组合和级配钻具。钻柱的强度要满足深孔要求,螺纹连接部位密封良好,钻杆拧紧须达到一定的预紧力。

2)弯曲钻杆不得下孔,接头、扩孔器、扶正器、取心钻具和钻头连接应有良好的同心度,取心钻具内外管应同轴,且单动灵活可靠。

3)钻进易斜地层应配稳定接头或扶正器;扩孔钻进需带导向装置。

(二)提下钻要求

1)操作人员对孔内情况要做到心中有数,提下钻通过换径、纠斜、活石处应放慢速度。每次下钻,下到距孔底1m左右时送水冲孔,待孔口返水后轻压慢转扫孔到底,正常后方可按要求参数钻进。

2)下钻遇阻不得猛冲硬蹾,可用人工缓慢回转钻具,无效时立即提钻处理;上提有劲时严禁猛拉钻具,应将钻具下放一定距离,人工回转缓慢上提,若上提无效应接上机上钻杆送泥浆冲孔,边回转边提升或采用其他办法处理。

3)复杂地层提钻时,要求向孔内回灌泥浆,以保持孔内压力平衡。

(三)钻进要求

1)操作者应集中精力认真观察钻速、孔内返水量、泵压及电流表或其他参数仪表值的变化,发现异常,及时处理。

2)采用立轴式钻机倒杆时,应先减压再停车,用升降机拉紧钻具(不得提离孔底),倒杆后先在小于正常钻压条件下平稳开车,再逐渐调至正常钻压。正常钻进时不得随意提动钻具。发现岩心堵塞,处理无效时,应及时提钻。

3)岩层由硬变软进尺过快时,应减小钻压;由软变硬钻速变慢时,不得任意增大钻压,以免损坏钻头或造成孔斜,在非均质岩层中钻进应控制钻速。

4)地层变化时,要及时调整冲洗液性能指标。保持孔壁稳定及孔底清洁,孔底岩粉厚度超过0.5m时,要采取措施。

5)冲击回转钻进可适当降低钻压和转速,泵量必须满足冲击器工作要求。

6)绳索取心钻进的内管总成未到底,严禁空管钻进。

(四)取心要求

不同地层取心措施及要求详见第四章。深孔钻进采取岩心时,应严格按操作规程作业,先停止回转,停泵,缓慢将钻头提离孔底0.3～0.5m,使卡簧抱紧岩心,再缓慢开车扭断岩心方可起钻。不允许上下活动钻具或猛提钻具取心。孔内残留岩心较长或中途岩心脱落时,应专门下钻扫岩心及捞取。

(五)金刚石钻头使用要求

1)根据设计孔深,按钻头和扩孔器外径尺寸由大到小排序,轮换使用。扩孔器外径应比钻头外径大0.3～0.5mm,卡簧自由内径应比钻头内径小0.3～0.5mm,应在上一回次岩心上套试,以不脱落、不卡死为宜。

2)新钻头到孔底后应进行“初磨”,即以正常钻压的1/3左右、100r/min左右慢转钻进10min,再采用正常参数钻进。不宜用新钻头扫孔和清除残留岩心。

3)为避免钻头非正常损坏应保持孔底清洁,当发现有硬质合金、胎块、金属块、脱落岩心及掉块时,应及时清除;换径后应用锥形钻头修整换径台阶。

4)钻头出现以下情况,不得下入孔内:

①表镶钻头内径磨耗0.2mm以上,孕镶钻头内外尺寸磨耗0.4mm以上;

②表镶钻头出刃超过金刚石颗粒直径1/3,有少数金刚石脱落,挤裂或剪碎;

③钻头水口、水槽高度严重磨损和变化明显,胎体有裂纹、掉块及微烧或严重冲蚀;

④钻头体变形,螺纹损坏。