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【电力行业标准(DL)】 水利水电工程钻探规程
本网站 发布时间:
2024-12-27 21:08:32
- DL5013-1992
- 已作废
标准号:
DL 5013-1992
标准名称:
水利水电工程钻探规程
标准类别:
电力行业标准(DL)
标准状态:
已作废-
发布日期:
1992-09-08 -
实施日期:
1993-03-01 -
作废日期:
2006-06-01 出版语种:
简体中文下载格式:
.rar.pdf下载大小:
11.59 MB
替代情况:
被SL 291-2003代替

部分标准内容:
水利水电电力标准
福州市鼓楼区顺生信息技术有限公司收集整理水利水电工程钻探规程
中华人民共和国电力行业标准
DL5013—92
主编部门:水利部、能源部东北勘测设计院批准部门:中华人民共和国能源部、水利部水利水电规划设计总院
中华人民共和国能源部、水利部关于发布《水利水电工程钻探规程》DL5013—92的通知
能源技[1992]838号
由水利水电规划设计总院组织东北勘测设计院等到五个单位编制完成的电力行业标准《水利水电工程钻探规程》,经能源部、水利部审查批准,现予发布,标准编号为DL5013一92,自1993年3月1日起实施。该标准由水利电力出版社出版、发行。请将执行中的问题和意见,告水利水电规划设计总院。1992年9月8日
1总则
1.0.1钻探工作是水利水电地质勘探的主要手段之一,它以查明地质现象为目的,必须依照地质要求进行施工作业1.0.2本规程适用水利水电工程地质钻探工作。凡从事此项工作的领导干部、技术人员和工人均应熟悉本规程,并应切实贯彻执行,不得违章作业。1.0.3在贯彻执行本规程的同时,各勘测单位可根据实际情况,制订实施细则。2准备工作及开孔
2.1钻孔设计和设备选择
2.1.1每一个工区,钻探队都应编制总体施工设计大纲。钻孔施工前,地质方面应提交钻孔设计任务书,任务书应明确规定孔位、孔深、方向、倾角、质量标准、技术要求和理想柱状图等,机长依据地质要求和地层特点编制作业计划,其内容应包括施工进度、主要设备和器材、钻进方法(包括工艺参数)、取心工具、钻孔结构(包括开孔直径、换径次数与深度、下套管程序等),以及为保证质量与防止事故的特殊措施等。2.1.2根据岩石可钻性等级(附录A)以及岩石的物理力学特性、地层特点和地质要求等选用不同的钻进方法,见表2.1.2。常用钻进方法表
钻进方法
表镶金刚石回转钻进
孕镶金钢石回转钻进
金刚石冲击回转钻进
破质合金钻进
针状合金钻进
硬质合金冲击回转钻进
岩石可钻性等级和特点
4~11级,较完整均一岩层
4~12级,较破碎不均一岩层
9~12级,坚硬打滑岩层
1~6级,软、中硬岩层
4~7级,中硬岩层
5~8级,中硬岩层
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钢粒钻进
冲击钻进
福州市鼓楼区顺生信息技术有限公司收集整理7~11级,硬岩层
1~5级,松散地层
2.1.3钻探设备应根据钻孔深度、孔径、倾角、地质条件和钻进方法等进行选择。并应考虑经济效益。
2.1.3.1钻机要具备必需的扭矩、变速范围和升降能力。金刚石钻进必须选用稳定性好,有较大变速范围的液压钻机(配备孔底压力表、转速表、扭矩表),最好选用电机驱动并配有电压表的电流表
2.1.3.2水泵应根据所需的泵压与泵量进行选择。为适应各类冲洗液的应用,钻场宜配用变量泥浆泵,并应配装小型的泥浆搅拌机。2.2修建钻场、设备安装和拆迁
2.2.1钻孔孔位首先应保证地质要求,同时应考虑到施工的安全和方便。钻孔定位后不得擅自移位。
2.2.2钻场地基要求坚实,钻场位于松软岩层上时要挖好排水沟;钻场位于斜坡上时,填方部位不得大于地基面积的13或采用行架式钻场;在有可能发生沉陷的地方应采取加固措施,无其在采用车装式设备时,其车轮或塔架底座均应铺设厚板,以减小单位压力。
除普通钻场外,还可以架设钢管桁架钻场,高出地面一般为1.5m,以便在钻场下连接套管进行跟管扩孔钻进、铺设冲洗液循环系统和机械设备装卸搬迁。2.2.3修建钻场的同时修建好冲洗液循环系统,包括沉淀槽和贮水池等。沉淀槽具1/50的斜度,长度与宽度以解析出岩粉为原则。贮水池或贮水箱的容积要大于1m。2.2.4陡坡修建钻场应遵守下列规定:(1)清除坡上的活动块石,设置禁止人畜进入活动的标志,必要时设置护栏。(2)弯曲险路应设置牢靠的栏杆。2.2.5基枕木、基台木按孔深及机械类型确定。机械安装时要求稳固、周正、水平,各部联接螺栓要加垫固紧。各传动轮必须对线,钻孔中心与立轴和天车前沿必须在同一条直线上。2.2.6竖立和拆卸钻架必须在机长统一指挥下进行。立架时,左右二边设置牵引绷绳以防翻倒。滑车除检查和加油外,还应设置保护装置。轻型钻架的整体搬迁,只允许在平坦地区进行,高压电线下严禁整体搬迁。钻架架腿必须压住钻机基枕木。安装斜孔钻架,前两腿与水平面夹角小于钻孔设计角度2°~5°,而后腿应与水平面呈77°~83°的夹角。天车位置要稍高于钻孔中心延长线。2.2.7拆卸机械时,严禁猛敲乱打。解体后,零部件的孔眼应堵严,仪表油管、螺钉、螺母等小件应即装回原位或要善保管。电机设备必须严防油水污物入浸。钻场电线均应绝缘良好。2.3开孔与止水
2.3.1覆盖层开孔一般采用打入厚壁孔口管的方法,打入时要随时校正其角度和方向。基岩开孔在地面可用人工凿出一个浅坑,然后用短钻具钻进,当钻头已进入岩石30mm左右时,即应调整钻机的位置,使立轴中心线与钻孔方位倾角符合设计要求。基岩开孔若在水下,也需打入厚壁孔口管一定深度。2.3.2为水位观测资料的正确和钻进的顺利进行,孔口管要求下入一定深度,一般松软岩层要求下入隔水层中,基岩要下入较完整的相对隔水层中,使地表水不流入钻孔和冲洗液不致大量漏失。
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福州市鼓楼区顺生信息技术有限公司收集整理下入基岩一定深度的止水套管,管脚应当止水和固定,以期隔离上部含水层,防止上部岩石掉块和套管丝扣卸开等。常用止水方法有粘土、水泥、胶塞三种,其注意事项如下:(1)粘土止水在干孔效果较好。为提高止水性能,可掺杂水胀性材料。施工时,将粘土球投入孔底,捣实后打入套管即成。(2)水泥止水效果较好,但时间长。施工时用导浆管将水灰比0.4~0.5的水泥浆注入孔底,或用专门的注浆器注入孔中达0.3~0.5m高度,然后慢慢下入套管,待水泥凝固后即可钻进。
(3)胶塞止水是在管靴外套以胶塞,利用锥面或上下挤压的作用使胶塞膨胀而塞住。胶塞止水的操作要做到:下管之前用导向钻具变径钻进一定深度:下管前用钻具清理一次孔壁,使胶塞不致因为探头石阻碍而中途塞住;当孔壁管直径小于开孔直径一级以上时,要先下入导向钻头修整,使胶塞能顺利通过变径地段。3覆盖层钻进
3.1回转钻进
3.1.1泥浆护孔硬质合金钻进注意事项:(1)适宜土层或砂土层。
(2)开孔时必须打入长度不小于3m的孔口管。孔口管要求正直,管径应大于钻具1~2级。
(3)采用肋骨钻头时,应加大硬质合金内出刃3mm,钻具长度大于3m。(4)钻进中应保持充足的冲洗液排量,并保持较高的钻进速度。(5)采用低失水泥浆,钻进中发生孔内造浆或稀释时,应及时调整泥浆指标。(6)回次钻进终了时,干钻100~150mm左右卡取岩心。(7)采用普通单管钻具,深孔要用投球单管钻具,退出岩心采用水压法。3.1.2跟管护孔硬质合金干钻注意事项:(1)适宜采样要求较高的砂层及砾石层中钻进(2)钻具长度2m为宜。
(3)钻进方法用小一级单管干钻取样,再用大一级钻具扩孔。(4)每次干钻取样进尺不得超过0.5m。(5)及时跟入套管。
3.1.3螺旋钻、勺钻钻进注意事项:(1)适宜地下水位以上的土层、砂土层的浅孔钻进。(2)钻进时应经常提动钻具,防止夹钻。(3)每次进尺不得超过0.5m。
(4)螺旋钻具螺旋角的选择,应适合地层特点3.1.4跟管护孔钢粒钻进注意事项:(1)适宜砂卵石层,含有漂石、崩积物的深厚覆盖层的钻进。(2)为满足水文地质试验要求,可采用清水钻进。(3)一般采用Φ168mm或Φ219mm外接箍套管开孔。(4)厚壁套管跟进深度以小于30m为宜,以后可逐级跟进Φ146mm以下各级套管至基岩。
(5)钻具装有取粉管,长度不得小于3m。(6)采用一次投砂法钻进参数见表3.1.4。(7)套管跟进时应做到:勤打管、勤校正、勤拧管和勤上扣。下载网址:http://www.samesun.nett完整需求联系QQ:170895180
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福州市鼓楼区顺生信息技术有限公司收集整理(8)为保证取心质量,为防止岩心脱落必须用镶有钢丝的钻头打捞。起拔套管时,还可下入侧壁取样器补取岩样。
表3.1.4覆盖层钢粒钻进参数表
(r/min)
100~200
120~150
140~170
150~200
2.5~3.5
3.1.5SM植物胶类冲洗液金刚石钻进注意事项泵量
(L/min)
30~40
25~35
20~30
15~20
(1)适宜比较密实的砂卵石层、含有漂石和崩积块石的深厚覆盖层。(2)开孔类似跟管钻进,孔口定向管根据覆盖层深度和表层松散程度选定,厚壁套管打入8~15m。
(3)宜采用SM浆液护孔,Φ91mm双管单动钻具钻进,也可以采用其他无固相或低固相泥浆护孔。
(4)孔口不稳定时可下入Φ89mm套管,换Φ75mm钻具钻进。(5)钻进参数见表3.1.5。
(6)钻头选择:要求胎体有较强的韧性,适当减少水口,外径加大的非标准钻头。表3.1.5SM无固相冲洗液钻进参数表孔
6~10
(r/min)
400~700
500~800
(L/min)
47~52
32~47
3.1.6跟管扩孔回转钻进,采用清水钻进,在孔深超过套管靴一定深度后,采用孕镶块金刚石扩孔钻头扩大管靴下的孔径并跟进套管。其注意事项如下:(1)钻进时,钻头超过套管靴的深度视孔壁稳定程度而定。(2)为跟进套管方便,钻场应采用桁架形式,台板离地面1.5m左右。(3)扩孔时钻具要减压,其进尺速度不许超过100mm/min,转压不超过1kN,转速300~500r/min,水量大于60L/min。(4)套管连接丝扣要上紧。丝如应用松香焊接,以防丝扣脱落(5)套管长度和扩孔钻头的位置要计算准确。在扩孔钻头下到扩孔位置开始扩孔之前,应将套管提起200mm,便于扩孔钻头张开和不致切断套管。3.1.7全孔反循环钻进,参见第9章。3.2冲击钻进
3.2.1无阀打入取样钻进注意事项:(1)适宜土层、砂层,粒径小于100mm的卵砾石层。(2)采用小一级钻具打入地层取样,用大一级钻具扩孔。(3)钻具长度以2m为宜,冲击方式以孔内冲击为佳。(4)为防止塌孔,可下入套管护孔。3.2.2有阀打入(压入)取样钻进注意事项:下载网址:http://www.samesun.net完整需求联系QQ:170895180水利水电电力标准
(1)适宜流砂层、淤泥层。
福州市鼓楼区顺生信息技术有限公司收集整理(2)因孔壁极不稳定,应先打入套管,然后取样钻进、(3)弹簧管打入取样钻进也属此类,可以防止岩样脱落,适宜在砂层中钻进3.2.3冲击管钻取样钻进注意事项:(1)适宜卵石最大粒径小于130mm的松散地层。(2)根据地层卵石最大粒径选用钻具规格,原则上卵石最大粒径应小于管钻阀门张开后的直径。
(3)根据地层情况选用跟管护孔或泥浆护孔。(4)抽筒长度不得小于1.6m,冲程150~300mm。(5)跟管护孔应先打管后掏料。管钻外径与套管内径间隙保持5~10mm。(6)管钻抽料以不超过半管为宜,以防止砂石涌出卡钻。3.2.4泥浆护孔冲抓锥钻进注意事项:(1)适宜砂卵石地层钻进,孔径为500~1300mm的供水井或管柱桩工程,以及大口径钻孔的开孔钻进。
(2)一般采用CZ22、CZ30型冲击钻机钻进。(3)冲抓锥质量为1.5~2.5t,破岩与取样相结合。(4)破岩工具还要配用一字钻头和十字钻头(5)孔口管内径应大于钻头直径200mm,长度不得小于1.5m,孔口管四周要用粘土夯实。
(6)孔内泥浆液面应保持在地下水位3m以上。(7)孔内岩渣及时用抽筒打捞,其沉淀层厚度不得超过0.5m。3.3孔内爆破
孔内爆破是覆盖层钻进时的一种辅助手段,配合其他钻进方法,以利于穿透大直径的孤石或漂石,也用于事故处理。3.3.1孔内爆破注意事项:
(1)爆破材料必须进行防水处理。本着实用安全的原则,常采用预制的塑料袋,将炸药雷管妥善组装捆牢,外围用牛皮纸包装成圆柱形再捆紧,使药包外径小于套管内径20mm即可。
(2)孔内爆破的药量与漂石粒径和药包顶部与管靴底端的距离有关,其装药量见表3.3.1。
(3)爆破药包的包装必须由有经验的人在远离机场的安全范围外进行作业。。(4)进行一般性孔内爆破时,药包与孔口安全距离,在水下作业应大于3m,干孔作业应大于5m。
(5)药包下部要用重物坠住,以防药包漂浮而不在预定位置起爆。(6)处理孔内盲炮,若遇胶质炸药应下小型药包引爆,对硝铵炸药钻坏药包使之溶解即可。
表3.3.1孔内爆破炸药用量表
漂石直径
0.25~0.40
0.40~0.60
0.60~0.80
药包顶部距管靴底端的距离
胶质炸药量
0. 5~ 0. 7
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0.1~1.2
0.2~0.4
0.4~0.7
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0.80~1.20
4.1钻头的选择和使用
福州市鼓楼区顺生信息技术有限公司收集整理0.7~1.0
4硬质合金钻进
0.7~1.0
4.1.1硬质合金钻头钢体应用DZ40号钢材制做,壁厚7~7.5mm,内壁上端具有锥度,唇部水口高10~15mm。钻头的内、外、底出刃应对称,平整,镶焊要牢固,不合格者不准使用。
4.1.2硬质合金的型号、规格、数量、镶焊角度和切削具出刃量,应根据岩石类别、钻头直径、地层特性等进行选择,见表4.1.2-1~表4.1.2-4。表4.1.2-1
硬质合金钻头及硬质合金选型表钻头类型
阶梯式肋骨钻头
肋骨薄片式钻头
刮刀式钻头
直角薄片式钻头
单双粒钻头
犁式密集钻头
大八角钻头
针状合金钻头
可钻性
岩石类别
页岩、砂页岩、胶结差的砂岩
塑性及水胀性岩层
塑性及水胀性岩层
中研磨性岩层、泥质砂岩、大理石等弱研磨性铁质及钙质砂岩、软硬互层石灰岩、砂岩
软硬不均互层、裂隙及研磨性强岩层、砾岩等
中硬砂岩、砾岩等
4.1.3硬质合金钻头在使用中应做到:(1)与交替使用的金刚石钻头内外径一致。(2)相邻回次钻头内外径相近似
(3)钻头下入孔内后,应慢速、轻压扫孔到底,然后逐渐加到正常参数。合金型号
胎块及T313
(4)孔内有脱落岩芯或残留岩芯在0.3m以上时,必须用旧钻头处理,不得下入新钻头。(5)旧钻头应修磨刃角后,方可下入孔内使用。表4.1.2-2硬质合金镶焊数量表
钻头直径(mm)
切削刃数量
可钻性等级
8~10
10~12
表4.1.2-3
8~10
10~12
12~14
卵(砾)石层
9~12
12~14
14~16
16~18
硬质合金镶嵌角及刃尖角度表
镶嵌角(°)
刃尖角
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1~3级均质岩石
4~6级均质岩石
7级均质岩石
7级非均质裂隙岩层
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70~75
75~80
80~85
90~15
表4.1.2-4硬质合金钻头切削具出刃规格表岩石
松软、塑性、弱研磨性岩石
中硬强研磨性岩石
4.2钻进技术参数
内出刃(mm)外出刃(mm)
45~50
50~60
60~70
80~90
底出刃(mm)
硬质合金的钻进技术参数见表4.2,应根据岩性、孔径、钻头结构作合理选择。表4.2硬质合金钻进技术参数表
钻进技术参数
岩石级别
1~4级
5~6级、部分7级
普通合金(kN/粒)针状合金(kN/块)0.3~0.6
0.5~1.0
4.3钻进注意事项
4.3.1硬质合金钻进要做到:
(r/min)
200~350
150~250
(1)经常保持孔内洁净,由钢粒换合金及硬质合金崩落时,应进行打捞。泵
(L/min)
(2)保持压力均匀,不得随意提动钻具,遇有糊钻或岩心堵塞等孔内异常现象时,应立即提钻处理。
(3)取心要选择合适的卡料或卡簧,因为硬质合金的磨损较快,卡簧的配置要特别注意。当采用干钻卡心方法时,干钻时间不得超过2min。(4)合理掌握回次进尺长度,每次提钻后要检查钻头磨损情况,以改进下一回次的钻进技术参数。
4.4针状硬质合金钻进
4.4.1针状硬质合金钻头的镶焊工艺4.4.1.1针状硬质合金胎块镶焊在钻头上的嵌入深度,应是针状硬质合金胎块长度的1/2,镶嵌规格见表4.4.1。
4.4.1.2为保证钻孔直径均匀和钻头内外径不致过早磨损,可在钻头体内、外侧的胎块之间补镶5mm×5mm×10mm硬质合金块,以便补强钻头内、外径。4.4.1.3镶嵌钻头注意事项:
(1)必须保证胎块的平整,各胎块的内、外出刃及底出刃应一致,以免造成内外径的过早磨损,影响钻头使用寿命。(2)镶焊温度应控制在930~1100℃左右,喷枪火焰不要直接对准胎块,以免破坏胎块的性能。
针状硬质合金胎块镶嵌规格表
钻头规格
底出刃
外出刃
内出刃
下载网址:http://www.samesun.net胎块数量
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(3)钻头体上镶嵌胎块的槽与硬质合金之间应留有0.1~0.2mm的间隙,以保证铜焊水的浸入,焊接牢固。
钻头名称
四齿针状
六齿针状
四齿肋骨针状
5.1管材和钻具
岩石级别
针状硬质合金钻进技术参数表
压力(kN)
9~12
5金刚石钻进
转速(r/min)
150~300
100~200
100~250
水量(L/min)
80~120
100~30
5.1.1金刚石钻探用的无缝钢管各项指标应符合GB3423一82的规定。钻杆、岩芯管、套管的螺纹按DZ1.1一84的规定。在水利水电工程钻探中,一般采用Φ91mm钻头开孔,以Φ75mm钻头穿透风化破碎带,Φ59mm钻头终孔。钻杆采用Φ54mm,其标准长度3m或4.5m。5.1.2金刚石钻进一般采用单动双管钻具。必须具备如下条件:(1)单动性能好,各部连接后必须具有很好的同心度。(2)内外管无变形和裂伤,管端无喇叭形。(3)丝扣符合要求。
(4)装配好的钻具卡簧座底端与钻头内台阶的距离为3~5mm。5.1.3金刚石钻具在使用时,必须做到下述各点:(1)钻探现场应经常保持有每种直径二套以上的完整钻具。(2)定期拆洗加油,保持单动性能,丝扣或直径磨损要及时更换。(3)不得用管钳拧卸钻头、扩孔器和卡簧座与内管,而应用多触点钳或磨擦钳。(4)退出岩芯时,要用橡胶锤或木锤敲打内管。5.2钻头、扩孔器的选择
5.2.1根据岩石的可钻性、研磨性和完整程度来选择钻头与扩孔器的类型,金刚石粒度及胎体硬度(表5.2.1)。
5.2.1.1在中硬的、可钻性级别低的和均质、完整的岩层中,应选用粗粒表镶和粗目数孕镶的钻头和扩孔器。
岩石分类
岩石可钻性
岩石研磨性
硬质合金钻头
针状硬质合金钻头
金刚石钻头选用表
10~12
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水利水电电力标准
人造聚晶表镶钻头
胎体硬度
金刚石粒
度(粒/克
胎体硬度
金刚石粒
度(目)
25~40
30~46
100~120
硬质合金
福州市鼓楼区顺生信息技术有限公司收集整理2在硬的、坚硬的、可钻性级别高的和破碎的、裂隙发育的岩层中,应选用细5.2.1.2
粒表镶和细目数孕镶钻头和扩孔器。5.2.1.3
3在强研磨性的岩层中钻进时,应选用耐磨的和高硬度胎体的钻头与扩孔器。5.2.1.4
在弱研磨性的岩层中钻进时,应选用不耐磨的和低硬度胎体的钻头与扩孔下载网址:http://www.samesun.nett完整需求联系QQ:170895180
水利水电电力标准
福州市鼓楼区顺生信息技术有限公司收集整理5.2.2钻头与扩孔器及卡簧间要合理配合。5.2.2.1扩孔器外径应比钻头外径大0.3~0.5mm。岩层破碎时,宜适当加大扩孔器的外径。不准使用硬质合金制作的扩孔器。5.2.2.2卡簧的自由内径应比钻头内径小0.3~0.4mm,若将卡簧套在相应钻头钻出的岩芯上试验,用手可以轻轻推动者为合适。5.2.2.3为保证卡簧与钻头内径相适应,凡已使用过一次的钻头,卡簧与钻头应当共同保存。
钻进时应按钻头和扩孔器外径大小,排队使用;先用外径大的,后用外径小5.2.3
5.2.4新钻头下到孔底后,必须进行初磨,即轻压(1/3钻压)、慢转(1/3转速)10min左右再换用正常钻进参数。
在每一回次进尺开始时,应轻压、慢转,待钻头已达孔底正常钻进后,方可采用正常钻进参数。
5.2.5金刚石性脆,遇冲击易碎裂脱落,因此要求孔内清洁,使用时必须遵守下列规定:
(1)不得同时采用钢粒钻进。
(2)孔底若发现有硬质合金碎块、胎体碎块及金刚石等硬质杂物时,应采用冲、捞、粘、套、磨、吸等方法清除。
(3)换径处应用锥形钻头修整换径台阶。(4)升降钻具要平稳,钻头下降受阻时,只准用钳子回转,不许撞。(5)打捞残留岩芯或脱落岩芯不得用完好的钻头,而应用旧钻头或岩芯打捞器进行。5.3钻进技术参数
5.3.1金刚石钻进要合理选择钻压、转速、泵压和泵量等技术参数,随时调整在不同条件下各参数之间的有机配合,以取得最优的技术经济指标。因此在调整参数时,不能单纯从提高效率考虑,而要同时兼顾质量、成本、安全等。5.3.2钻压范围见表5.3.2。
钻头种类
金刚石钻进推荐钻压表(kN)
钻头直径(mm)
4.5~8.5
6~11
8~12
8~15
9~15
钻压应根据岩石物理力学性质,钻头唇面积,金刚石的粒度、品级、数量等进行选择。过大或过小的钻压都会影响效率、质量和钻头的寿命,甚至弓引起孔内事故,5.3.2.2表镶钻头按每粒金刚石压力为15~25N计算,在岩石坚硬完整、金刚石品级高、颗粒大时,应采用较高的钻压。钻进过程中,随着金刚石尖棱的磨钝,钻压应逐步加大。
孕镶钻头按单位底面积钻压48MPa计算。5.3.2.32
5.3.2.4要准确计算钻压,必须根据钻压表指示的压力,并减去孔壁损耗和冲洗液对钻具的反作用力。
5.3.3转速范围,见表5.3.3。
表5.3.3金刚石钻进推荐转速表(r/min)下载网址:http://www.samesun.net完整需求联系QQ:170895180水利水电电力标准
钻头种类
400~800
600~1200
福州市鼓楼区顺生信息技术有限公司收集整理钻头直径(mm)
300~650
500~1000
200~500
400~800
5.3.3.1转速应根据岩石物理力学性质及钻头直径进行选择。91
170~450
350~700
5.3.3.2表镶金刚石钻头的线速度范围为1.0~2.0m/s,孕镶钻头为1.5~3.0m/s。5.3.3.3在不产生剧烈振动的前提下,应适当提高转速。在强研磨性、粗颗粒、破碎的岩层中钻进。应适当降低转速5.3.4泵量与泵压
泵量应根据岩石研磨性、完整程度、钻进速度和钻头直径进行选择,见表5.3.4。表5.3.4
钻头直径
泵量(L/min)
30~45
金刚石钻进泵量表
35~55
46~70
表5.3.5金刚石钻头磨损原因分析表钻头类别
表镶钻头
孕镶钻头
磨损情况
金刚石无脱落,出刃逐渐磨钝,内外径轻微磨损
金刚石崩落,出现裂纹
整粒金刚石脱落
胎体磨损快,金刚石后部有明显的牢尾巴状胎痕
底面逐渐由平面过渡到圆弧形,金刚石裸露好,内外径轻微磨损
唇面光滑,进尺慢
底部呈内外锥形
外径过度磨损
内径过度磨损
胎体磨损快、金刚石脱落
出现台阶
唇面出现沟槽
出现冲蚀沟槽
胎体变色
胎体裂纹
正常磨损
50~80
原因分析www.bzxz.net
钻压大、强烈振动、下钻撞包镶不胎体软、岩粉多、冲洗液中含砂正常磨损
胎体过硬,钻压太小
胎体软、泵量小、岩石碎
扫孔、孔壁掉块
扫岩心、岩心碎、钻具提动
胎体软、泵量小
孔底有硬质块体
冲洗液不净,孔底有硬碎屑
冲洗液含砂多,胎体软、泵量小泵量小,冷却不良
水槽过深、强烈振动
泵量应满足排粉需要,只有在迅速排除岩粉的基础上,才有可能提高钻速和取心质量,延长钻头寿命。因此,在钻速较快、岩石研磨性强、岩石颗粒粗时应选用较大泵量。
金刚石钻进时泵压损失较大,一般情况下,管路、钻具和钻头的泵压损失约0.3MPa。孔深每增加100m,泵压损失增大约0.2~0.3MPa。孔深100m以内的钻孔,泵下载网址:http://www.samesun.net完整需求联系QQ:170895180
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福州市鼓楼区顺生信息技术有限公司收集整理水利水电工程钻探规程
中华人民共和国电力行业标准
DL5013—92
主编部门:水利部、能源部东北勘测设计院批准部门:中华人民共和国能源部、水利部水利水电规划设计总院
中华人民共和国能源部、水利部关于发布《水利水电工程钻探规程》DL5013—92的通知
能源技[1992]838号
由水利水电规划设计总院组织东北勘测设计院等到五个单位编制完成的电力行业标准《水利水电工程钻探规程》,经能源部、水利部审查批准,现予发布,标准编号为DL5013一92,自1993年3月1日起实施。该标准由水利电力出版社出版、发行。请将执行中的问题和意见,告水利水电规划设计总院。1992年9月8日
1总则
1.0.1钻探工作是水利水电地质勘探的主要手段之一,它以查明地质现象为目的,必须依照地质要求进行施工作业1.0.2本规程适用水利水电工程地质钻探工作。凡从事此项工作的领导干部、技术人员和工人均应熟悉本规程,并应切实贯彻执行,不得违章作业。1.0.3在贯彻执行本规程的同时,各勘测单位可根据实际情况,制订实施细则。2准备工作及开孔
2.1钻孔设计和设备选择
2.1.1每一个工区,钻探队都应编制总体施工设计大纲。钻孔施工前,地质方面应提交钻孔设计任务书,任务书应明确规定孔位、孔深、方向、倾角、质量标准、技术要求和理想柱状图等,机长依据地质要求和地层特点编制作业计划,其内容应包括施工进度、主要设备和器材、钻进方法(包括工艺参数)、取心工具、钻孔结构(包括开孔直径、换径次数与深度、下套管程序等),以及为保证质量与防止事故的特殊措施等。2.1.2根据岩石可钻性等级(附录A)以及岩石的物理力学特性、地层特点和地质要求等选用不同的钻进方法,见表2.1.2。常用钻进方法表
钻进方法
表镶金刚石回转钻进
孕镶金钢石回转钻进
金刚石冲击回转钻进
破质合金钻进
针状合金钻进
硬质合金冲击回转钻进
岩石可钻性等级和特点
4~11级,较完整均一岩层
4~12级,较破碎不均一岩层
9~12级,坚硬打滑岩层
1~6级,软、中硬岩层
4~7级,中硬岩层
5~8级,中硬岩层
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钢粒钻进
冲击钻进
福州市鼓楼区顺生信息技术有限公司收集整理7~11级,硬岩层
1~5级,松散地层
2.1.3钻探设备应根据钻孔深度、孔径、倾角、地质条件和钻进方法等进行选择。并应考虑经济效益。
2.1.3.1钻机要具备必需的扭矩、变速范围和升降能力。金刚石钻进必须选用稳定性好,有较大变速范围的液压钻机(配备孔底压力表、转速表、扭矩表),最好选用电机驱动并配有电压表的电流表
2.1.3.2水泵应根据所需的泵压与泵量进行选择。为适应各类冲洗液的应用,钻场宜配用变量泥浆泵,并应配装小型的泥浆搅拌机。2.2修建钻场、设备安装和拆迁
2.2.1钻孔孔位首先应保证地质要求,同时应考虑到施工的安全和方便。钻孔定位后不得擅自移位。
2.2.2钻场地基要求坚实,钻场位于松软岩层上时要挖好排水沟;钻场位于斜坡上时,填方部位不得大于地基面积的13或采用行架式钻场;在有可能发生沉陷的地方应采取加固措施,无其在采用车装式设备时,其车轮或塔架底座均应铺设厚板,以减小单位压力。
除普通钻场外,还可以架设钢管桁架钻场,高出地面一般为1.5m,以便在钻场下连接套管进行跟管扩孔钻进、铺设冲洗液循环系统和机械设备装卸搬迁。2.2.3修建钻场的同时修建好冲洗液循环系统,包括沉淀槽和贮水池等。沉淀槽具1/50的斜度,长度与宽度以解析出岩粉为原则。贮水池或贮水箱的容积要大于1m。2.2.4陡坡修建钻场应遵守下列规定:(1)清除坡上的活动块石,设置禁止人畜进入活动的标志,必要时设置护栏。(2)弯曲险路应设置牢靠的栏杆。2.2.5基枕木、基台木按孔深及机械类型确定。机械安装时要求稳固、周正、水平,各部联接螺栓要加垫固紧。各传动轮必须对线,钻孔中心与立轴和天车前沿必须在同一条直线上。2.2.6竖立和拆卸钻架必须在机长统一指挥下进行。立架时,左右二边设置牵引绷绳以防翻倒。滑车除检查和加油外,还应设置保护装置。轻型钻架的整体搬迁,只允许在平坦地区进行,高压电线下严禁整体搬迁。钻架架腿必须压住钻机基枕木。安装斜孔钻架,前两腿与水平面夹角小于钻孔设计角度2°~5°,而后腿应与水平面呈77°~83°的夹角。天车位置要稍高于钻孔中心延长线。2.2.7拆卸机械时,严禁猛敲乱打。解体后,零部件的孔眼应堵严,仪表油管、螺钉、螺母等小件应即装回原位或要善保管。电机设备必须严防油水污物入浸。钻场电线均应绝缘良好。2.3开孔与止水
2.3.1覆盖层开孔一般采用打入厚壁孔口管的方法,打入时要随时校正其角度和方向。基岩开孔在地面可用人工凿出一个浅坑,然后用短钻具钻进,当钻头已进入岩石30mm左右时,即应调整钻机的位置,使立轴中心线与钻孔方位倾角符合设计要求。基岩开孔若在水下,也需打入厚壁孔口管一定深度。2.3.2为水位观测资料的正确和钻进的顺利进行,孔口管要求下入一定深度,一般松软岩层要求下入隔水层中,基岩要下入较完整的相对隔水层中,使地表水不流入钻孔和冲洗液不致大量漏失。
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福州市鼓楼区顺生信息技术有限公司收集整理下入基岩一定深度的止水套管,管脚应当止水和固定,以期隔离上部含水层,防止上部岩石掉块和套管丝扣卸开等。常用止水方法有粘土、水泥、胶塞三种,其注意事项如下:(1)粘土止水在干孔效果较好。为提高止水性能,可掺杂水胀性材料。施工时,将粘土球投入孔底,捣实后打入套管即成。(2)水泥止水效果较好,但时间长。施工时用导浆管将水灰比0.4~0.5的水泥浆注入孔底,或用专门的注浆器注入孔中达0.3~0.5m高度,然后慢慢下入套管,待水泥凝固后即可钻进。
(3)胶塞止水是在管靴外套以胶塞,利用锥面或上下挤压的作用使胶塞膨胀而塞住。胶塞止水的操作要做到:下管之前用导向钻具变径钻进一定深度:下管前用钻具清理一次孔壁,使胶塞不致因为探头石阻碍而中途塞住;当孔壁管直径小于开孔直径一级以上时,要先下入导向钻头修整,使胶塞能顺利通过变径地段。3覆盖层钻进
3.1回转钻进
3.1.1泥浆护孔硬质合金钻进注意事项:(1)适宜土层或砂土层。
(2)开孔时必须打入长度不小于3m的孔口管。孔口管要求正直,管径应大于钻具1~2级。
(3)采用肋骨钻头时,应加大硬质合金内出刃3mm,钻具长度大于3m。(4)钻进中应保持充足的冲洗液排量,并保持较高的钻进速度。(5)采用低失水泥浆,钻进中发生孔内造浆或稀释时,应及时调整泥浆指标。(6)回次钻进终了时,干钻100~150mm左右卡取岩心。(7)采用普通单管钻具,深孔要用投球单管钻具,退出岩心采用水压法。3.1.2跟管护孔硬质合金干钻注意事项:(1)适宜采样要求较高的砂层及砾石层中钻进(2)钻具长度2m为宜。
(3)钻进方法用小一级单管干钻取样,再用大一级钻具扩孔。(4)每次干钻取样进尺不得超过0.5m。(5)及时跟入套管。
3.1.3螺旋钻、勺钻钻进注意事项:(1)适宜地下水位以上的土层、砂土层的浅孔钻进。(2)钻进时应经常提动钻具,防止夹钻。(3)每次进尺不得超过0.5m。
(4)螺旋钻具螺旋角的选择,应适合地层特点3.1.4跟管护孔钢粒钻进注意事项:(1)适宜砂卵石层,含有漂石、崩积物的深厚覆盖层的钻进。(2)为满足水文地质试验要求,可采用清水钻进。(3)一般采用Φ168mm或Φ219mm外接箍套管开孔。(4)厚壁套管跟进深度以小于30m为宜,以后可逐级跟进Φ146mm以下各级套管至基岩。
(5)钻具装有取粉管,长度不得小于3m。(6)采用一次投砂法钻进参数见表3.1.4。(7)套管跟进时应做到:勤打管、勤校正、勤拧管和勤上扣。下载网址:http://www.samesun.nett完整需求联系QQ:170895180
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福州市鼓楼区顺生信息技术有限公司收集整理(8)为保证取心质量,为防止岩心脱落必须用镶有钢丝的钻头打捞。起拔套管时,还可下入侧壁取样器补取岩样。
表3.1.4覆盖层钢粒钻进参数表
(r/min)
100~200
120~150
140~170
150~200
2.5~3.5
3.1.5SM植物胶类冲洗液金刚石钻进注意事项泵量
(L/min)
30~40
25~35
20~30
15~20
(1)适宜比较密实的砂卵石层、含有漂石和崩积块石的深厚覆盖层。(2)开孔类似跟管钻进,孔口定向管根据覆盖层深度和表层松散程度选定,厚壁套管打入8~15m。
(3)宜采用SM浆液护孔,Φ91mm双管单动钻具钻进,也可以采用其他无固相或低固相泥浆护孔。
(4)孔口不稳定时可下入Φ89mm套管,换Φ75mm钻具钻进。(5)钻进参数见表3.1.5。
(6)钻头选择:要求胎体有较强的韧性,适当减少水口,外径加大的非标准钻头。表3.1.5SM无固相冲洗液钻进参数表孔
6~10
(r/min)
400~700
500~800
(L/min)
47~52
32~47
3.1.6跟管扩孔回转钻进,采用清水钻进,在孔深超过套管靴一定深度后,采用孕镶块金刚石扩孔钻头扩大管靴下的孔径并跟进套管。其注意事项如下:(1)钻进时,钻头超过套管靴的深度视孔壁稳定程度而定。(2)为跟进套管方便,钻场应采用桁架形式,台板离地面1.5m左右。(3)扩孔时钻具要减压,其进尺速度不许超过100mm/min,转压不超过1kN,转速300~500r/min,水量大于60L/min。(4)套管连接丝扣要上紧。丝如应用松香焊接,以防丝扣脱落(5)套管长度和扩孔钻头的位置要计算准确。在扩孔钻头下到扩孔位置开始扩孔之前,应将套管提起200mm,便于扩孔钻头张开和不致切断套管。3.1.7全孔反循环钻进,参见第9章。3.2冲击钻进
3.2.1无阀打入取样钻进注意事项:(1)适宜土层、砂层,粒径小于100mm的卵砾石层。(2)采用小一级钻具打入地层取样,用大一级钻具扩孔。(3)钻具长度以2m为宜,冲击方式以孔内冲击为佳。(4)为防止塌孔,可下入套管护孔。3.2.2有阀打入(压入)取样钻进注意事项:下载网址:http://www.samesun.net完整需求联系QQ:170895180水利水电电力标准
(1)适宜流砂层、淤泥层。
福州市鼓楼区顺生信息技术有限公司收集整理(2)因孔壁极不稳定,应先打入套管,然后取样钻进、(3)弹簧管打入取样钻进也属此类,可以防止岩样脱落,适宜在砂层中钻进3.2.3冲击管钻取样钻进注意事项:(1)适宜卵石最大粒径小于130mm的松散地层。(2)根据地层卵石最大粒径选用钻具规格,原则上卵石最大粒径应小于管钻阀门张开后的直径。
(3)根据地层情况选用跟管护孔或泥浆护孔。(4)抽筒长度不得小于1.6m,冲程150~300mm。(5)跟管护孔应先打管后掏料。管钻外径与套管内径间隙保持5~10mm。(6)管钻抽料以不超过半管为宜,以防止砂石涌出卡钻。3.2.4泥浆护孔冲抓锥钻进注意事项:(1)适宜砂卵石地层钻进,孔径为500~1300mm的供水井或管柱桩工程,以及大口径钻孔的开孔钻进。
(2)一般采用CZ22、CZ30型冲击钻机钻进。(3)冲抓锥质量为1.5~2.5t,破岩与取样相结合。(4)破岩工具还要配用一字钻头和十字钻头(5)孔口管内径应大于钻头直径200mm,长度不得小于1.5m,孔口管四周要用粘土夯实。
(6)孔内泥浆液面应保持在地下水位3m以上。(7)孔内岩渣及时用抽筒打捞,其沉淀层厚度不得超过0.5m。3.3孔内爆破
孔内爆破是覆盖层钻进时的一种辅助手段,配合其他钻进方法,以利于穿透大直径的孤石或漂石,也用于事故处理。3.3.1孔内爆破注意事项:
(1)爆破材料必须进行防水处理。本着实用安全的原则,常采用预制的塑料袋,将炸药雷管妥善组装捆牢,外围用牛皮纸包装成圆柱形再捆紧,使药包外径小于套管内径20mm即可。
(2)孔内爆破的药量与漂石粒径和药包顶部与管靴底端的距离有关,其装药量见表3.3.1。
(3)爆破药包的包装必须由有经验的人在远离机场的安全范围外进行作业。。(4)进行一般性孔内爆破时,药包与孔口安全距离,在水下作业应大于3m,干孔作业应大于5m。
(5)药包下部要用重物坠住,以防药包漂浮而不在预定位置起爆。(6)处理孔内盲炮,若遇胶质炸药应下小型药包引爆,对硝铵炸药钻坏药包使之溶解即可。
表3.3.1孔内爆破炸药用量表
漂石直径
0.25~0.40
0.40~0.60
0.60~0.80
药包顶部距管靴底端的距离
胶质炸药量
0. 5~ 0. 7
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0.1~1.2
0.2~0.4
0.4~0.7
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0.80~1.20
4.1钻头的选择和使用
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4硬质合金钻进
0.7~1.0
4.1.1硬质合金钻头钢体应用DZ40号钢材制做,壁厚7~7.5mm,内壁上端具有锥度,唇部水口高10~15mm。钻头的内、外、底出刃应对称,平整,镶焊要牢固,不合格者不准使用。
4.1.2硬质合金的型号、规格、数量、镶焊角度和切削具出刃量,应根据岩石类别、钻头直径、地层特性等进行选择,见表4.1.2-1~表4.1.2-4。表4.1.2-1
硬质合金钻头及硬质合金选型表钻头类型
阶梯式肋骨钻头
肋骨薄片式钻头
刮刀式钻头
直角薄片式钻头
单双粒钻头
犁式密集钻头
大八角钻头
针状合金钻头
可钻性
岩石类别
页岩、砂页岩、胶结差的砂岩
塑性及水胀性岩层
塑性及水胀性岩层
中研磨性岩层、泥质砂岩、大理石等弱研磨性铁质及钙质砂岩、软硬互层石灰岩、砂岩
软硬不均互层、裂隙及研磨性强岩层、砾岩等
中硬砂岩、砾岩等
4.1.3硬质合金钻头在使用中应做到:(1)与交替使用的金刚石钻头内外径一致。(2)相邻回次钻头内外径相近似
(3)钻头下入孔内后,应慢速、轻压扫孔到底,然后逐渐加到正常参数。合金型号
胎块及T313
(4)孔内有脱落岩芯或残留岩芯在0.3m以上时,必须用旧钻头处理,不得下入新钻头。(5)旧钻头应修磨刃角后,方可下入孔内使用。表4.1.2-2硬质合金镶焊数量表
钻头直径(mm)
切削刃数量
可钻性等级
8~10
10~12
表4.1.2-3
8~10
10~12
12~14
卵(砾)石层
9~12
12~14
14~16
16~18
硬质合金镶嵌角及刃尖角度表
镶嵌角(°)
刃尖角
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1~3级均质岩石
4~6级均质岩石
7级均质岩石
7级非均质裂隙岩层
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70~75
75~80
80~85
90~15
表4.1.2-4硬质合金钻头切削具出刃规格表岩石
松软、塑性、弱研磨性岩石
中硬强研磨性岩石
4.2钻进技术参数
内出刃(mm)外出刃(mm)
45~50
50~60
60~70
80~90
底出刃(mm)
硬质合金的钻进技术参数见表4.2,应根据岩性、孔径、钻头结构作合理选择。表4.2硬质合金钻进技术参数表
钻进技术参数
岩石级别
1~4级
5~6级、部分7级
普通合金(kN/粒)针状合金(kN/块)0.3~0.6
0.5~1.0
4.3钻进注意事项
4.3.1硬质合金钻进要做到:
(r/min)
200~350
150~250
(1)经常保持孔内洁净,由钢粒换合金及硬质合金崩落时,应进行打捞。泵
(L/min)
(2)保持压力均匀,不得随意提动钻具,遇有糊钻或岩心堵塞等孔内异常现象时,应立即提钻处理。
(3)取心要选择合适的卡料或卡簧,因为硬质合金的磨损较快,卡簧的配置要特别注意。当采用干钻卡心方法时,干钻时间不得超过2min。(4)合理掌握回次进尺长度,每次提钻后要检查钻头磨损情况,以改进下一回次的钻进技术参数。
4.4针状硬质合金钻进
4.4.1针状硬质合金钻头的镶焊工艺4.4.1.1针状硬质合金胎块镶焊在钻头上的嵌入深度,应是针状硬质合金胎块长度的1/2,镶嵌规格见表4.4.1。
4.4.1.2为保证钻孔直径均匀和钻头内外径不致过早磨损,可在钻头体内、外侧的胎块之间补镶5mm×5mm×10mm硬质合金块,以便补强钻头内、外径。4.4.1.3镶嵌钻头注意事项:
(1)必须保证胎块的平整,各胎块的内、外出刃及底出刃应一致,以免造成内外径的过早磨损,影响钻头使用寿命。(2)镶焊温度应控制在930~1100℃左右,喷枪火焰不要直接对准胎块,以免破坏胎块的性能。
针状硬质合金胎块镶嵌规格表
钻头规格
底出刃
外出刃
内出刃
下载网址:http://www.samesun.net胎块数量
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(3)钻头体上镶嵌胎块的槽与硬质合金之间应留有0.1~0.2mm的间隙,以保证铜焊水的浸入,焊接牢固。
钻头名称
四齿针状
六齿针状
四齿肋骨针状
5.1管材和钻具
岩石级别
针状硬质合金钻进技术参数表
压力(kN)
9~12
5金刚石钻进
转速(r/min)
150~300
100~200
100~250
水量(L/min)
80~120
100~30
5.1.1金刚石钻探用的无缝钢管各项指标应符合GB3423一82的规定。钻杆、岩芯管、套管的螺纹按DZ1.1一84的规定。在水利水电工程钻探中,一般采用Φ91mm钻头开孔,以Φ75mm钻头穿透风化破碎带,Φ59mm钻头终孔。钻杆采用Φ54mm,其标准长度3m或4.5m。5.1.2金刚石钻进一般采用单动双管钻具。必须具备如下条件:(1)单动性能好,各部连接后必须具有很好的同心度。(2)内外管无变形和裂伤,管端无喇叭形。(3)丝扣符合要求。
(4)装配好的钻具卡簧座底端与钻头内台阶的距离为3~5mm。5.1.3金刚石钻具在使用时,必须做到下述各点:(1)钻探现场应经常保持有每种直径二套以上的完整钻具。(2)定期拆洗加油,保持单动性能,丝扣或直径磨损要及时更换。(3)不得用管钳拧卸钻头、扩孔器和卡簧座与内管,而应用多触点钳或磨擦钳。(4)退出岩芯时,要用橡胶锤或木锤敲打内管。5.2钻头、扩孔器的选择
5.2.1根据岩石的可钻性、研磨性和完整程度来选择钻头与扩孔器的类型,金刚石粒度及胎体硬度(表5.2.1)。
5.2.1.1在中硬的、可钻性级别低的和均质、完整的岩层中,应选用粗粒表镶和粗目数孕镶的钻头和扩孔器。
岩石分类
岩石可钻性
岩石研磨性
硬质合金钻头
针状硬质合金钻头
金刚石钻头选用表
10~12
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水利水电电力标准
人造聚晶表镶钻头
胎体硬度
金刚石粒
度(粒/克
胎体硬度
金刚石粒
度(目)
25~40
30~46
100~120
硬质合金
福州市鼓楼区顺生信息技术有限公司收集整理2在硬的、坚硬的、可钻性级别高的和破碎的、裂隙发育的岩层中,应选用细5.2.1.2
粒表镶和细目数孕镶钻头和扩孔器。5.2.1.3
3在强研磨性的岩层中钻进时,应选用耐磨的和高硬度胎体的钻头与扩孔器。5.2.1.4
在弱研磨性的岩层中钻进时,应选用不耐磨的和低硬度胎体的钻头与扩孔下载网址:http://www.samesun.nett完整需求联系QQ:170895180
水利水电电力标准
福州市鼓楼区顺生信息技术有限公司收集整理5.2.2钻头与扩孔器及卡簧间要合理配合。5.2.2.1扩孔器外径应比钻头外径大0.3~0.5mm。岩层破碎时,宜适当加大扩孔器的外径。不准使用硬质合金制作的扩孔器。5.2.2.2卡簧的自由内径应比钻头内径小0.3~0.4mm,若将卡簧套在相应钻头钻出的岩芯上试验,用手可以轻轻推动者为合适。5.2.2.3为保证卡簧与钻头内径相适应,凡已使用过一次的钻头,卡簧与钻头应当共同保存。
钻进时应按钻头和扩孔器外径大小,排队使用;先用外径大的,后用外径小5.2.3
5.2.4新钻头下到孔底后,必须进行初磨,即轻压(1/3钻压)、慢转(1/3转速)10min左右再换用正常钻进参数。
在每一回次进尺开始时,应轻压、慢转,待钻头已达孔底正常钻进后,方可采用正常钻进参数。
5.2.5金刚石性脆,遇冲击易碎裂脱落,因此要求孔内清洁,使用时必须遵守下列规定:
(1)不得同时采用钢粒钻进。
(2)孔底若发现有硬质合金碎块、胎体碎块及金刚石等硬质杂物时,应采用冲、捞、粘、套、磨、吸等方法清除。
(3)换径处应用锥形钻头修整换径台阶。(4)升降钻具要平稳,钻头下降受阻时,只准用钳子回转,不许撞。(5)打捞残留岩芯或脱落岩芯不得用完好的钻头,而应用旧钻头或岩芯打捞器进行。5.3钻进技术参数
5.3.1金刚石钻进要合理选择钻压、转速、泵压和泵量等技术参数,随时调整在不同条件下各参数之间的有机配合,以取得最优的技术经济指标。因此在调整参数时,不能单纯从提高效率考虑,而要同时兼顾质量、成本、安全等。5.3.2钻压范围见表5.3.2。
钻头种类
金刚石钻进推荐钻压表(kN)
钻头直径(mm)
4.5~8.5
6~11
8~12
8~15
9~15
钻压应根据岩石物理力学性质,钻头唇面积,金刚石的粒度、品级、数量等进行选择。过大或过小的钻压都会影响效率、质量和钻头的寿命,甚至弓引起孔内事故,5.3.2.2表镶钻头按每粒金刚石压力为15~25N计算,在岩石坚硬完整、金刚石品级高、颗粒大时,应采用较高的钻压。钻进过程中,随着金刚石尖棱的磨钝,钻压应逐步加大。
孕镶钻头按单位底面积钻压48MPa计算。5.3.2.32
5.3.2.4要准确计算钻压,必须根据钻压表指示的压力,并减去孔壁损耗和冲洗液对钻具的反作用力。
5.3.3转速范围,见表5.3.3。
表5.3.3金刚石钻进推荐转速表(r/min)下载网址:http://www.samesun.net完整需求联系QQ:170895180水利水电电力标准
钻头种类
400~800
600~1200
福州市鼓楼区顺生信息技术有限公司收集整理钻头直径(mm)
300~650
500~1000
200~500
400~800
5.3.3.1转速应根据岩石物理力学性质及钻头直径进行选择。91
170~450
350~700
5.3.3.2表镶金刚石钻头的线速度范围为1.0~2.0m/s,孕镶钻头为1.5~3.0m/s。5.3.3.3在不产生剧烈振动的前提下,应适当提高转速。在强研磨性、粗颗粒、破碎的岩层中钻进。应适当降低转速5.3.4泵量与泵压
泵量应根据岩石研磨性、完整程度、钻进速度和钻头直径进行选择,见表5.3.4。表5.3.4
钻头直径
泵量(L/min)
30~45
金刚石钻进泵量表
35~55
46~70
表5.3.5金刚石钻头磨损原因分析表钻头类别
表镶钻头
孕镶钻头
磨损情况
金刚石无脱落,出刃逐渐磨钝,内外径轻微磨损
金刚石崩落,出现裂纹
整粒金刚石脱落
胎体磨损快,金刚石后部有明显的牢尾巴状胎痕
底面逐渐由平面过渡到圆弧形,金刚石裸露好,内外径轻微磨损
唇面光滑,进尺慢
底部呈内外锥形
外径过度磨损
内径过度磨损
胎体磨损快、金刚石脱落
出现台阶
唇面出现沟槽
出现冲蚀沟槽
胎体变色
胎体裂纹
正常磨损
50~80
原因分析www.bzxz.net
钻压大、强烈振动、下钻撞包镶不胎体软、岩粉多、冲洗液中含砂正常磨损
胎体过硬,钻压太小
胎体软、泵量小、岩石碎
扫孔、孔壁掉块
扫岩心、岩心碎、钻具提动
胎体软、泵量小
孔底有硬质块体
冲洗液不净,孔底有硬碎屑
冲洗液含砂多,胎体软、泵量小泵量小,冷却不良
水槽过深、强烈振动
泵量应满足排粉需要,只有在迅速排除岩粉的基础上,才有可能提高钻速和取心质量,延长钻头寿命。因此,在钻速较快、岩石研磨性强、岩石颗粒粗时应选用较大泵量。
金刚石钻进时泵压损失较大,一般情况下,管路、钻具和钻头的泵压损失约0.3MPa。孔深每增加100m,泵压损失增大约0.2~0.3MPa。孔深100m以内的钻孔,泵下载网址:http://www.samesun.net完整需求联系QQ:170895180
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