DZ∕T 0277-2015 地質巖心鉆探金剛石鉆頭（正式版）

中華人民共和國地質礦產行業(yè)標準代替DZ2.1—87中華人民共和國國土資源部發(fā)布I前言 Ⅱ 2規(guī)范性引用文件 13術語和定義 25鉆頭唇面形狀和名稱 36鉆頭類型與規(guī)格 47鉆頭用金剛石 98鉆頭胎體性能要求 9鉆頭鋼體性能要求 10鉆頭產品技術要求 11檢驗規(guī)則 參考文獻 Ⅱ本標準依據GB/T1.1—2009《標準化工作導則第1部分：標準的結構和編寫》的有關規(guī)則起草。本標準與GB/T16950—2014《地質巖心鉆探鉆具》規(guī)格系列保持一致，與修訂前的標準DZ2.1—87《地質鉆探金剛石鉆頭》比較，主要技術變化如下：——增加了部分術語和定義；——胎體的抗彎強度、抗沖擊韌性指標略有提高；——增加了鉆頭鋼體性能要求；——刪除了人造金剛石復合片磨耗比值的規(guī)定；——刪除了鉆頭胎體線膨脹系數的規(guī)定；——刪除了胎體性能試驗方法。迄今正式頒布的與地質巖心鉆探金剛石鉆頭有關的國際標準共有五項，即：ISO3551《金剛石巖心鉆探設備A系列》、ISO3552《金剛石巖心鉆探設備B系列》、ISO8866《金剛石巖心鉆探設備C系列》、ISO10097《金剛石巖心鉆探繩索取心設備A系列》及ISO10098《金剛石巖心鉆探繩索取心設備CSSK系列》,上述標準屬于三個互不通用的系列，且非產品標準，目前不宜等同、修改已頒布的任何一項國際標準。本標準由中華人民共和國國土資源部提出。本標準由全國國土資源標準化技術委員會(SAC/TC93)歸口。本標準起草單位：中國地質科學院勘探技術研究所、北京探礦工程研究所、中國國土資源經濟研究院。本標準代替原地質礦產部標準DZ2.1—87《地質鉆探金剛石鉆頭》。1地質巖心鉆探金剛石鉆頭本標準規(guī)定了地質巖心鉆探用金剛石取心鉆頭的代號、鉆頭唇面形狀和名稱、鉆頭類型與規(guī)格、鉆頭用金剛石、鉆頭胎體性能要求、鉆頭鋼體性能要求、鉆頭產品技術要求、檢驗規(guī)則和包裝。本標準適用于GB/T16950—2014規(guī)定的鉆孔深度3000m以內的地質巖心鉆探用鉆頭的設計、制造和檢驗。2規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T16950—2014地質巖心鉆探鉆具DZ/T0227—2010地質巖心鉆探規(guī)程JB/T10041超硬材料金剛石或立方氮化硼/硬質合金復合片品種、尺寸3術語和定義下列術語和定義適用于本文件。金剛石取心鉆頭diamondcorebit用金剛石作為切削刃，在回轉鉆進中以環(huán)狀端面破碎巖石，可獲得柱狀巖心的鉆孔工具。包鑲金剛石和連接鋼體的鉆頭冠部合金體。鋼體blankbit連接胎體和擴孔器(或巖心管)的鉆頭基體。胎體底唇部通過沖洗液的通道。內(外)水槽inside(outside)waterway鉆頭胎體內壁(外壁)流通沖洗液的通道。扇形塊segmentblock兩水口間包鑲金剛石的胎體部分。2保徑金剛石gaugediamond用于保持取心鉆頭內徑和外徑的金剛石。金剛石出刃量diamondexposureheight金剛石出露于胎體表面的高度。孕鑲金剛石鉆頭impregnateddiamondbit一定高度胎體里包鑲著金剛石顆粒的鉆頭。表鑲金剛石鉆頭surface-setdiamondbit胎體表面按一定規(guī)律鑲嵌有金剛石顆粒的鉆頭。用金剛石復合片作為切削刃的鉆頭。金剛石濃度diamondconcentration孕鑲金剛石鉆頭工作層中單位體積金剛石的含量，用金剛石體積占工作層體積的百分比的四倍值表示。金剛石粒度diamondsize金剛石顆粒的大小，鉆探用表鑲金剛石鉆頭的金剛石粒度用“粒/克拉”表示，孕鑲金剛石鉆頭的金剛胎體局部抵抗硬物壓人其表面的能力。胎體耐磨性abrasiveresistanceofmatrix胎體抵抗磨粒磨損的能力。胎體抗沖蝕性erosiveresistanceofmatrix胎體抵抗巖粉沖蝕的能力。胎體抗彎強度bendingstrengthofmatrix胎體在靜載荷作用下抵抗彎曲變形的能力。胎體沖擊韌性toughnessagainstimpactofmatrix胎體在沖擊載荷作用下抵抗折斷的能力。4代號鉆頭代號由規(guī)格、結構類型組成，規(guī)格依照DZ/T0227—2010的規(guī)定分為10級(參見表1)。結構類3型分為單管鉆頭(代號為S),雙管鉆頭(有三種設計類型，常規(guī)設計代號為T、薄壁設計代號為M、厚壁設計代號為P),繩索取心鉆頭(有兩種設計類型，常規(guī)設計代號為CT、加強設計代號為CP)。結構類型(常規(guī)型繩索取心鉆頭)規(guī)格(φ76)表1規(guī)格與公稱口徑REABNHPSUZ公稱口徑5鉆頭唇面形狀和名稱金剛石取心鉆頭的唇面形狀和名稱見表2。用戶有特殊需要時，亦可采用其他唇面形狀。表2金剛石取心鉆頭唇面形狀和名稱特性和適用范圍1常用形式，適用于硬巖層2圓弧形常用形式，穩(wěn)定性好，適用于硬巖層3常用形式，適用于硬巖層4同心圓尖齒形5具有擠壓破碎作用，適用于軟硬互層6唇面展開圖7頭，適用于軟—中硬地層84表2金剛石取心鉆頭唇面形狀和名稱(續(xù))特性和適用范圍9具有防斜效果，適用于硬地層階梯自由面大，鉆進效率高，適用于軟硬互層多階梯形圓弧底噴形階梯底噴形穩(wěn)定性好，具有更好的隔水作用，適用于破碎地層及易沖刷內階梯形對巖石有擠壓作用，用于孕鑲鉆頭，適用于D鉆頭鋼體外徑(D?為最大直徑，D?依次遞減)d鉆頭鋼體內徑(d?為最大直徑，d?依次遞減)外部(內部)最大長度(加下角標為特定長度)內(外)螺紋大徑尺寸內(外)螺紋小徑尺寸p內(外)螺紋牙底寬56.2單管鉆頭單管鉆頭配合單管鉆具使用，適用于完整、均質地層鉆進。單管鉆頭系列規(guī)格應符合圖1及表4的規(guī)定。圖1單管鉆頭表4單管鉆頭規(guī)格參數L螺紋尺寸(外螺紋)內徑D內徑d內徑labp牙底寬m333344666666888888886.3雙管鉆頭雙管鉆頭包括M、T、P三種類型。6.3.1M型雙管鉆頭M型雙管鉆頭配合M型雙管鉆具使用，為薄壁設計，適用于較堅硬和完整的地層鉆進，系列規(guī)格應符合圖2及表5的規(guī)定。6圖2M型雙管鉆頭表5M型雙管鉆頭規(guī)格參數總長螺紋尺寸(內螺紋)內徑D內徑d內徑l小徑p牙底寬MLAB446666666.3.2T型雙管鉆頭T型雙管鉆頭配合T型雙管鉆具使用，適用于中等程度破碎及松散的地層鉆進，是應用最廣的結構形式，系列規(guī)格應符合圖3及表6的規(guī)定。圖3T型雙管鉆頭7表6T型雙管鉆頭規(guī)格參數L螺紋尺寸(內螺紋)內徑D內徑dlABp牙底寬M33334460+8.666666888888886.3.3P型雙管鉆頭P型雙管鉆頭為加強型設計，配合P型雙管鉆具使用，適用于松散、破碎地層鉆進，系列規(guī)格應符合圖4及表7的規(guī)定。圖4P型雙管鉆頭8表7P型雙管鉆頭規(guī)格參數單位為毫米L螺紋尺寸(內螺紋)內徑D內徑dlABp牙底寬M66668888175車8:388886.4繩索取心鉆頭6.4.1CT型繩索取心鉆頭CT型繩索取心鉆頭配合常規(guī)型繩索取心鉆具使用，系列規(guī)格應符合圖5及表8的規(guī)定。L螺紋尺寸(內螺紋)內徑D內徑d內徑ABp牙底寬Ml24460+8.26626626638896.4.2CP型繩索取心鉆頭CP型繩索取心鉆頭配合加強型繩索取心鉆具使用，系列規(guī)格應符合圖5及表9的規(guī)定。表9CP型繩索取心鉆頭規(guī)格參數單位為毫米L螺紋尺寸(內螺紋)內徑D內徑d內徑ABp牙底寬M2662667鉆頭用金剛石7.1地質鉆探用人造金剛石單晶品級應符合表10的規(guī)定。表10地質鉆探用人造金剛石單晶品級TTI(熱沖擊韌性)7.2地質鉆探用人造金剛石復合片規(guī)格參數應符合JB/T10041,見圖6及表11。圖6人造金剛石復合片D8.20,10.00,13.30,13.44,15.88,16.00,19士0.05H3.53,4.50,8.00,10.00,12.70,13.20,16.00t0.80,1.00,1.50,2.00,2.50,3.007.3天然金剛石品級要求應符合表12的規(guī)定。表12天然金剛石品級級別特征量達10%～65%鉆進特硬地層或制造繩索取心鉆進堅硬和硬地層或制造繩索取心鉆頭等外級7.4孕鑲鉆頭金剛石粒度應符合表13的規(guī)定。類別中硬硬級別弱中強弱中強弱中強金剛石/目7.5表鑲鉆頭金剛石粒度應符合表14的規(guī)定。類別中硬硬級別弱中強弱中強粒度/(粒/克拉)7.6孕鑲鉆頭金剛石濃度應符合表15的規(guī)定。表15孕鑲鉆頭金剛石濃度金剛石濃度高(>85%)中(50%～85%)低(<50%)中硬中硬一硬孕鑲鉆頭空白胎體硬度應滿足表16的規(guī)定。表16胎體硬度及適用地層類別中硬硬級別弱中強弱中強弱中強胎體的耐磨性指標應滿足表17的規(guī)定。耐磨性指標/×10高中低強研磨性地層中等研磨性地層8.3胎體抗沖蝕性及適用地層胎體的抗沖蝕性指標應滿足表18的規(guī)定。高中低強研磨性地層中等研磨性地層弱研磨性地層熱壓法制造的空白胎體抗彎強度不應低于750MPa;無壓浸漬法制造的空白胎體抗彎強度不應低于8.5金相要求胎體試樣在金相顯微鏡下觀察，骨架金屬、粘結金屬應分布均勻，空白胎體的孔隙度不應超過0.5%(要求高孔隙度的胎體除外)。8.6抗沖擊韌性空白胎體抗沖擊韌性應不低于3.5J/cm2。9鉆頭鋼體性能要求鉆頭鋼體的機械性能應滿足表19的規(guī)定。表19鉆頭鋼體的機械性能不小于10鉆頭產品技術要求10.1鉆頭胎體與螺紋同軸度及垂直度要求見表20。表20鉆頭胎體與螺紋同軸度及垂直度允許誤差同軸度誤差10.2鉆頭螺紋表面粗糙度應不低于R,3.2。10.3在10倍放大鏡下觀察，鉆頭胎體與鋼體間以及胎體本身不得有裂紋。10.4鉆頭胎體與鋼體粘結強度不低于100N·m/cm2。10.5鉆頭胎體硬度應均勻，同一鉆頭各個測點硬度值與各測點硬度平均值相比，偏差應≤±5;同一配方同一批量生產的鉆頭，其單個鉆頭硬度值與批量鉆頭硬度平均值的偏差應≤±5。10.6孕鑲鉆頭金剛石應分布均勻，以同一截面上各扇形塊金剛石出露數量與扇形塊金剛石平均出露數量做比較，誤差不得超過±20%。10.7表鑲鉆頭金剛石在唇面分布均勻，出刃量為金剛石顆粒直徑的1/4～1/3;金剛石擺放位置應準確，錯位數不超過20%;保徑金剛石80%應可見到，金剛石包鑲牢固，脫粒不超過1%。10.8復合片鉆頭的復合片表面不應有裂紋和崩損，焊縫應光滑無氣孔。11檢驗規(guī)則11.1檢驗類型對鉆頭質量的檢驗分為型式檢驗及產品出廠檢驗兩類。型式檢驗是針對配方的成熟性、穩(wěn)定性進行的，包括第8章的全部內容及10.4、10.5的內容，只在研制新配方或工藝上有重大改動時進行。出廠檢驗應對每個鉆頭進行檢查，包括第10章中10.1、10.2、10.3、10.6、10.7、10.8的內容。11.2產品出廠檢驗方法11.2.1鉆頭內、外徑和高度等用游標卡尺檢驗。11.2.2連接螺紋用螺紋規(guī)檢驗。11.2.3鉆頭胎體外圓與螺紋的同軸度，胎體端面與螺紋的垂直度采用螺紋心軸(或螺紋環(huán))和百分表在偏擺儀(或V形支架)上檢驗。11.2.4螺紋表面粗糙度用粗糙度樣板進行對比檢驗，或采用光切顯微鏡測量