鉆具及鉆進(jìn)工藝新技術(shù)介紹

鉆具及鉆進(jìn)工藝新技術(shù)介紹中煤科工集團(tuán)重慶研究院鉆探研究分院鉆具研究所2013年7月主講：唐大勇提綱提綱鉆桿特殊鉆具鉆探新技術(shù)鉆頭

鉆桿是鉆機(jī)向孔底鉆頭傳遞扭矩和動(dòng)力的重要部件，是鉆孔得以完成的必備工具。我院鉆桿采用合金鋼、數(shù)控車床加工，具有以下特點(diǎn)：一、鉆桿1)強(qiáng)度高、抗彎抗扭性能較好；2)接頭耐磨性好。

根據(jù)鉆桿適應(yīng)的地層條件、鉆進(jìn)方式及排渣方式等的不同，可將鉆桿分為光鉆桿、螺旋鉆桿、三棱鉆桿、定向鉆桿(通纜鉆桿)及雙壁鉆桿等。一、鉆桿1、光鉆桿光鉆桿普通光鉆桿防噴鉆桿取心鉆桿高壓鉆桿接頭連接型一、鉆桿1）普通光鉆桿規(guī)格：

Φ27、Φ42、Φ50、Φ63、Φ73、Φ89用途：適用于在地質(zhì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、瓦斯含量和地應(yīng)力較小的煤層或巖層中鉆進(jìn)。一、鉆桿規(guī)格：Ф42、Ф50、Ф63、Ф73、Ф89內(nèi)接頭單向閥球體外接頭2）防噴鉆桿適用范圍：主要用于瓦斯含量較大、軟質(zhì)泥巖等易噴孔或孔底巖屑從鉆桿內(nèi)孔返流而導(dǎo)致鉆頭水眼堵塞的地層中鉆進(jìn)。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：外形與普通光鉆桿一致，鉆桿內(nèi)孔有一單向閥體。一、鉆桿3）取心鉆桿規(guī)格：Ф73、Ф89、Ф108、Ф127、Ф146結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：兩端均為內(nèi)接頭，鉆桿間采用中間接頭相互連接，取心鉆桿與鉆桿間用過(guò)渡接頭相連。適用范圍：用于有取心要求的地質(zhì)孔鉆進(jìn)或硬巖層中金剛石取心鉆進(jìn)。一、鉆桿主密封面主密封面密封圈4）高壓鉆桿規(guī)格：Ф50、Ф63結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：外形與普通光鉆桿一致,同時(shí)在內(nèi)外接頭大端增設(shè)一對(duì)主密封面，且在外接頭根部增設(shè)了O型密封結(jié)構(gòu)，以確保鉆桿的高壓密封性能（40MPa以上）。適用范圍：主要用于井下水力切割和高壓水射流施工工作中。一、鉆桿中間接頭接頭連接型鉆桿5）接頭連接型鉆桿規(guī)格：Ф42、Ф50結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：外形與取心鉆桿一致,兩端均為內(nèi)螺紋，鉆桿間用中間接頭相連，螺紋為平扣梯形螺紋。適用范圍：主要用于地質(zhì)孔的鉆孔施工，常與ZL鉆機(jī)配套使用。一、鉆桿2、螺旋鉆桿普通螺紋連接型螺旋鉆桿螺旋鉆桿大通徑寬葉片螺旋鉆桿插接式螺旋鉆桿多頭凹槽螺旋鉆桿普通寬葉片螺旋鉆桿一、鉆桿普通光鉆桿螺旋葉片規(guī)格：Ф42/70、Ф50/801）普通螺紋連接式螺旋鉆桿適用范圍：適用于煤層硬度系數(shù)f≥0.5，且地應(yīng)力和瓦斯含量不大的硬煤層或孔壁穩(wěn)定的煤層中鉆進(jìn)。一、鉆桿規(guī)格：Ф50/80、Ф63/100、Ф73/110、Ф80/120。插接式接頭螺旋葉片2）

插接式螺旋鉆桿結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：接頭為六方或四方接頭，軸向用高強(qiáng)度螺栓連接（12.9級(jí)）；施工過(guò)程中可正反轉(zhuǎn)鉆桿，以解決抱鉆、跨孔事故。適用范圍：適用于松軟突出煤層（f≥0.3）瓦斯抽放孔的鉆進(jìn)工作，主要與ZYW-R型鉆機(jī)配合使用。一、鉆桿規(guī)格：Ф63/73、Ф73/89螺旋葉片普通光鉆桿3）普通寬葉片螺旋鉆桿結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：將普通螺旋鉆桿葉片軸向尺寸加大，徑向尺寸減小的一種螺旋鉆桿（可直接夾持葉片），螺旋葉片具有攪動(dòng)孔內(nèi)沉淀煤屑和輔助排渣的作用（葉片所受摩擦力較普通螺旋鉆桿摩擦力小得多）。適用范圍：適用于松軟突出煤層或穿層瓦斯抽放孔的鉆進(jìn)工作。一、鉆桿規(guī)格：Ф63/73、Ф73/89。鉆桿內(nèi)通孔4）大通徑寬葉片螺旋鉆桿結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：與普通寬葉片螺旋鉆桿外形一致，但其中通內(nèi)孔孔徑較大（內(nèi)平），便于全孔段下放篩管。適用范圍：適用于需下放篩管的松軟突出煤層或穿層瓦斯抽放孔的鉆進(jìn)工作。一、鉆桿5）多頭凹槽螺旋鉆桿規(guī)格：雙頭：Φ63/63三頭：Φ73/73特點(diǎn)：適用于在煤礦井下高瓦斯、高地應(yīng)力的松軟突出煤層或復(fù)雜巖層中鉆進(jìn)，其鉆進(jìn)效率和成孔率比常規(guī)鉆桿和螺旋鉆桿高出數(shù)倍。一、鉆桿3、三棱鉆桿三棱鉆桿普通三棱鉆桿手工焊結(jié)構(gòu)摩擦焊結(jié)構(gòu)三棱螺旋鉆桿整體結(jié)構(gòu)一、鉆桿規(guī)格有：Ф63/73（手工焊結(jié)構(gòu)）；Ф50/50、Ф63/63、Ф73/73、Ф89/89（摩擦焊結(jié)構(gòu)）

。手工焊結(jié)構(gòu)摩擦焊結(jié)構(gòu)1）普通三棱鉆桿結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：橫截面為頂角倒圓的正三角形，分手工焊結(jié)構(gòu)和摩擦焊結(jié)構(gòu)，其中手工焊已停產(chǎn)。適用范圍：適用于煤層硬度系數(shù)f≤0.5，且地應(yīng)力和瓦斯含量較大的松軟突出煤層中鉆進(jìn)。一、鉆桿規(guī)格為：Ф73。2）三棱螺旋鉆桿結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：三棱螺旋鉆桿為大通孔整體式結(jié)構(gòu)，它是在普通三棱鉆桿的外圓上銑削螺旋槽，以增強(qiáng)攪拌孔內(nèi)煤屑的作用。整體式三棱螺旋鉆桿螺旋槽適用范圍：適用于煤層硬度系數(shù)f≤0.5、地應(yīng)力和瓦斯含量較大、且需要下放篩管的松軟突出煤層中鉆進(jìn)。一、鉆桿規(guī)格：Ф73×3000。外管中心電纜組件電纜連接頭電纜連接座銅棒護(hù)芯管4、定向鉆桿適用范圍：適用于煤礦井下硬煤層（f≥1）或軟巖層（f≤5）的近水平定向鉆進(jìn)，最大鉆進(jìn)深度超過(guò)1000m。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：定向鉆桿由外管和中心電纜組件組成，其中外管傳遞動(dòng)力、中心電纜組件傳輸信號(hào)。主密封面輔助密封面主密封面輔助密封面彈簧一、鉆桿5、雙壁鉆桿規(guī)格：Φ63、Φ73結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：鉆桿由外管和內(nèi)管組成，其中外管傳遞動(dòng)力，內(nèi)管收集巖屑。用途：適用于煤礦井下松軟、破碎地層的全孔反循環(huán)取心鉆進(jìn)，巖心采取率高達(dá)95%。外管外管密封面密封面密封圈外管外管密封面密封面密封圈鉆頭截按其葵切削切刃具肌的不趨同，急可以糕分為硬質(zhì)合膀金鉆頭送、金剛狹石鉆頭等；培按鉆籠頭體軌的材薪料不佩同，及可分?jǐn)貫殇擉w安式鉆春頭和五胎體雜式鉆芽頭；按劃結(jié)構(gòu)禁形式艱的不爭(zhēng)同，扭可分只為內(nèi)凹式筒鉆頭、拖錐形階休梯式鉆轉(zhuǎn)頭、錐宵形刮刀襖式鉆頭摧、螺旋由鉆頭、薄塔式鉆蘭頭及擴(kuò)繞孔鉆頭；按粒破碎頸斷面馳可分橫為取心亮鉆頭斥和全吼斷面糕鉆頭等。二、擁鉆頭鉆頭是蘿孔底破碎巖虹石的刀求具，是褲鉆孔漫得以鑰實(shí)現(xiàn)訊的必過(guò)備鉆躁具。壟鉆頭揭一般峽都由鉆頭體挑、切削復(fù)刀片、輸保徑條等組成梅。二、武鉆頭1、鉆私頭結(jié)棟構(gòu)刀片保徑誤條鉆頭體水口1）按刀具縫材質(zhì)分二、導(dǎo)鉆頭2、鉆時(shí)頭的償分類鉆頭金剛石鉆頭金剛石磨料類PDC復(fù)合片硬質(zhì)合金鉆頭2）按鉆頭級(jí)結(jié)構(gòu)型皮式分二、鉆挨頭2、鉆頭逝的分類鉆頭塔式鉆頭內(nèi)凹鉆頭錐形階梯鉆頭錐形刮刀鉆頭螺旋鉆頭擴(kuò)孔鉆頭3）按鉆頭相體的材主質(zhì)分二、鉆吵頭2、鉆頭剪的分類鉆頭鋼體式胎體式4）按破碎替斷面分鉆頭全斷面取心式二、炕鉆頭3、鉆頭恭產(chǎn)品介遇紹塔式鉆族頭：用示于井下奶堅(jiān)固性寧系數(shù)f≤轎5的煤層終或軟巖的鉆此孔施討工，不推薦蓬直接用Φ42或Φ50鉆桿施嘴工巖層。常用規(guī)桿格：Φ50晝/7阿5/壯95雪、Φ65閘/8躲5/霸11尸5、Φ75/杯95/遺1331）硬質(zhì)葵合金類洋鉆頭螺旋拾鉆頭刃：主別要用跑于井秩下堅(jiān)撇固性出系數(shù)f≤3的煤層漫或軟巖的鉆懲孔施墓工。與Φ42重/7糖0螺旋葬鉆桿償配套挖使用燃。常用瘋規(guī)格憤：Φ70出×2出00脈、Φ90白×2守00二、頭鉆頭3、鉆暢頭產(chǎn)于品介豬紹錐形刮愿刀鉆頭：用于f≤維3的煤層壺或軟巖瓦斯奪抽放冶鉆孔這施工激。規(guī)格：Ф65Ф75、Ф94、Ф113、Ф13葉3取心鉆文頭：用被于有法取心此要求絹的鉆蓄孔施散工。規(guī)格：Ф75、Ф94、Ф113、Ф13催3、Ф153中心鉆彩頭：用于施顛工f≤添5的煤形層或胃巖層鉆孔公。規(guī)格：Ф65、Ф75錐形階唱梯鉆頭：用演于f≤3的煤層字或軟巖瓦斯贊抽放俊鉆孔宮施工烈。規(guī)格晝：Ф85、Ф11薦5、Ф12笛51）硬吩質(zhì)合凍金類裝鉆頭二、鉆梯頭3、鉆追頭產(chǎn)相品介倚紹內(nèi)凹鉆編頭：用泄于井下炭煤層或排堅(jiān)固性絹系數(shù)f≤1叢0軟、尚中硬廈及硬洞巖層的鉆霞孔施衫工，不推薦窄在不均檢質(zhì)巖層猛中施工。規(guī)格瘡：Φ65、Φ75接、Φ94、Φ113妖、Φ13孕3、Φ15進(jìn)32）金剛貫石鉆頭-PD粒C復(fù)合馬片式刮刀甩鉆頭累：用難于井蛇下堅(jiān)摘固性儲(chǔ)系數(shù)f≤鑼3的煤財(cái)層或濁軟巖的鉆設(shè)孔施車工。規(guī)格著：Ф65Ф75、Ф94、Ф113、Ф133二、鉆獅頭3、鉆頭容產(chǎn)品介筒紹錐形窗階梯閃鉆頭死：用于兵井下皺煤層門或堅(jiān)爭(zhēng)固性慎系數(shù)f≤6軟巖聽層的肉鉆孔悄施工上，不推辯薦在熟不均蓋質(zhì)或乞硬巖押層中璃施工價(jià)。規(guī)格：Φ85狐、Φ95、Φ115娛、Φ1252）金友剛石弱鉆頭-P霞DC復(fù)合片飽式取心鉆溉頭：用于井幫下煤層塑或堅(jiān)固公性系數(shù)f≤陡8中硬、辰硬巖層的鉆孔漁施工。常用規(guī)萬(wàn)格：Φ75死、Φ94禽、Φ11報(bào)3、Φ13嬸3、Ф15紀(jì)3二、井鉆頭3、鉆頭慰產(chǎn)品介戴紹擴(kuò)孔鉆言頭：用于理井下旱堅(jiān)固潤(rùn)性系靈數(shù)f≤6巖層大孔延徑的坐鉆孔冊(cè)施工附，不推取薦在擠不均專質(zhì)或真硬巖飲層中扮施工梢。規(guī)格卻：Φ65等/1隱13劫、Φ75曾/1怪13亭、Φ75/蒙133筍、Φ13替3/狼30慰0（可根撲據(jù)用致戶要匯求定唐制）2）金剛瘡石鉆頭-PD非C復(fù)合御片式開合式監(jiān)鉆頭：用于弦井下岡有下歸放篩槐管要翼求的何鉆孔潮施工交，與大通運(yùn)徑寬活葉片伶螺旋吵鉆桿褲和三斥棱螺谷旋鉆霞桿配套使壤用。規(guī)格日：Φ94肆、Φ96二、喚鉆頭3、鉆幟頭產(chǎn)磨品介話紹胎體式忠鉆頭：主要?dú)炗糜谛缶峦緢?jiān)固陽(yáng)性系襯數(shù)f≤1碌2堅(jiān)硬巖層搬的鉆散孔施肅工，恨是破內(nèi)除堅(jiān)俯硬巖有層的粘主要擱鉆頭握之一鑄（目趁前松捏藻礦皇大量卵使用喇）。規(guī)格靠：Φ65飲、Φ75耀、Φ94儀、Φ11功32）金釀剛石成鉆頭-PD膏C復(fù)合跑片式二、禮鉆頭3、鉆頭勤產(chǎn)品介拿紹全斷衡面金馳剛石傷鉆頭劍：用于車井下狐堅(jiān)固茶性系完數(shù)f≤1閥5堅(jiān)硬足巖層的鉆委孔施行工，君是破逮除堅(jiān)嶺硬巖外層的炸主要嬌工具撓之一彩（但葉鉆進(jìn)仇效率姑低）受。規(guī)陷格：Φ65蠟、Φ75、Φ943）金剛遵石鉆頭-金剛進(jìn)石磨明料式金剛之石取譽(yù)心鉆貸頭：用于之井下攀堅(jiān)固眠性系嶺數(shù)f≤1矮2堅(jiān)硬尺巖層的鉆孔眉施工，營(yíng)是破除端堅(jiān)硬巖休層的主采要工具墻之一（昨鉆進(jìn)效疊率略高認(rèn)于全斷疾面鉆頭柱）。規(guī)格會(huì)：Φ65、Φ75、Φ91三、踏其他煮鉆具然介紹1、超愧硬巖滔層鉆欺具氣動(dòng)臺(tái)沖擊裁器（榆俗名敘潛孔沒錘）是以壓認(rèn)縮空氣爆為動(dòng)力鈴和洗井渣介質(zhì)，棟它利用嗽壓縮空立氣的能勝量，通嘴過(guò)沖擊梁器將風(fēng)能轉(zhuǎn)唐化為機(jī)閉械能，從而麻實(shí)現(xiàn)對(duì)吉孔底巖似石的沖牙擊，在勿鉆機(jī)提販供的壓死力和回額轉(zhuǎn)作用對(duì)下，使鋼其不斷亭地沖擊賄回轉(zhuǎn)，從達(dá)到鉆沿孔的目拴的。目前痛我院愛主要私生產(chǎn)倍低風(fēng)佩壓沖徑擊器備及其梯配套為釬頭腫。其故主要斃規(guī)格裁有：Φ76、Φ80遵、Φ90服、Φ110三、門其他浴特殊意鉆具秘介紹2、千多米定陽(yáng)向鉆艱進(jìn)配退套鉆頸具定向奪水辮是與漏定向周鉆桿習(xí)配套宏使用筑的水即辮，捆具有戰(zhàn)向孔咽底輸爽送高污壓水害和測(cè)歸量信候號(hào)的賠雙重填作用幣，目屋前主散要規(guī)秧格為Φ73信號(hào)思測(cè)試?yán)鄱丝诟邏浩鏊M(jìn)從水口1）定鼓向水罷辮三、優(yōu)其他句特殊往鉆具忘介紹2、千錄米定題向鉆鼓進(jìn)配元套鉆薄具單向閥是定向猶鉆進(jìn)工救藝的配給套設(shè)備戲，具有獄信號(hào)傳圓輸、輸獎(jiǎng)送孔底饅馬達(dá)動(dòng)峽力介質(zhì)寒、防止娛瓦斯突刷出及動(dòng)姑力介質(zhì)親回流和悟鉆機(jī)動(dòng)送力傳遞涌等作用鴨，主要槳與千米川定向鉆擇機(jī)配套哄使用，目由前主速要規(guī)塵格為Φ73信號(hào)傳師輸通道2）單沈向閥動(dòng)力介薦質(zhì)傳輸站通道三、奏其他樣特殊如鉆具她介紹2、千米窄定向鉆頂進(jìn)配套傻鉆具下無(wú)梢磁鉆代桿3）無(wú)趕磁鉆蠅桿上無(wú)美磁鉆武桿無(wú)磁蘿鉆桿是定月向鉆吩進(jìn)隨仰鉆測(cè)食量的念配套雪設(shè)備蒸，具喜有減悔小外館界對(duì)愉隨鉆培測(cè)量松裝置寨的干通擾、斧信號(hào)訊傳輸敗、輸偵送孔鐵底馬貴達(dá)動(dòng)掀力介咽質(zhì)和失鉆機(jī)報(bào)動(dòng)力共傳遞浩等作員用，目前秧主要汗規(guī)格約為Φ73。三、其帥他特殊膚鉆具介色紹3、打撈料鉆具打撈鉆稼具是處理羊鉆進(jìn)過(guò)遞程中鉆街具因卡塞鉆、抱占鉆等事鞏故而斷川裂的專撐業(yè)配套倒工具，目前主勢(shì)要規(guī)格莫為Φ42、Φ50、Φ63、Φ73、Φ89；可以分庭為公錐和雪母錐兩種公錐母錐四、均鉆探浴新技級(jí)術(shù)1、定黨向鉆拆進(jìn)技零術(shù)定向鉆綱進(jìn)是以泥漿泵異驅(qū)動(dòng)孔那底馬達(dá)，定向棵鉆桿作師為孔底攏馬達(dá)動(dòng)冤力輸送商管道和內(nèi)信號(hào)傳轟輸通道周，通過(guò)降隨鉆測(cè)蘭量系統(tǒng)嶺控制鉆紐奉孔軌跡謹(jǐn)?shù)囊环N噸鉆進(jìn)技協(xié)術(shù)，是狡目前國(guó)謊內(nèi)井下容鉆孔最同先進(jìn)的賊施工技貝術(shù)之一妻。1）頂板碑抽放；2）底板鎮(zhèn)抽放；3）本煤兵層抽放四、中鉆探芳新技嫌術(shù)2、松她軟突皆出煤槳層鉆漠進(jìn)技錘術(shù)松軟突漸出煤層耽的鉆孔萄問題是擊煤礦鉆廉進(jìn)的施始工難題熊，目前漲主要采徑用空氣螺優(yōu)旋鉆進(jìn)?；蚩諝鈺钞愋毋@必桿鉆進(jìn)的工藝勝技術(shù)?？晃以褐髦脟?guó)家內(nèi)發(fā)改翁委項(xiàng)江目和企重慶雨院自晉立項(xiàng)予目，自按主研仗發(fā)了橫插接池式螺隙旋鉆血桿、摸寬葉渾片螺載旋鉆內(nèi)桿、鏟三棱番異型高鉆桿騙等松葉軟突石出煤阻層用仍鉆桿口及鉆鉤頭。異型串鉆桿插接式海鉆桿及涉鉆頭釬頭沖擊粒器四、鉆厚探新技些術(shù)3、沖擊止回轉(zhuǎn)鉆椅進(jìn)工藝沖擊識(shí)回轉(zhuǎn)共鉆進(jìn)去的工助作原