金刚石绳索取心钻探技术--2013培训教材Word下载.doc
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2、钻孔深度
绳索取心一般可在浅孔（100～300m）和深孔中采用。
通常，钻孔越深其经济技术效果越好。
然而，绳索取心钻进的最大深度受钻杆强度的制约，应进行校核。
3、钻头寿命
采用绳索取心钻进，如果钻头寿命短，钻进过程中经常提钻更换钻头，那么便失去了采用绳索取心钻进的意义。
三、金刚石钻头选用的一般原则：
1、孕镶钻头：
坚硬、致密、弱研磨性（优质金刚石、较低的金刚石浓度），均匀性差、完整度差、破碎地层（金刚石浓度高、胎体硬度大）；
2、表镶钻头：
硬度较低、完整岩层；
3、PCD或PDC钻头：
中硬及中硬以下岩石；
4、从钻头唇面形状：
①岩石坚硬、致密、研磨性小者，应选择接触面积小的同心的或交错的尖齿形或梯齿形唇面；
②钻裂隙的、软硬互层、研磨性的岩层，应用内外径补强、耐磨性好的半圆唇面；
③当钻进倾角大、易斜的岩层，应选用阶梯形或锥形唇面，以便钻头起导正作用。
四、金刚石钻进规程参数
评定金刚石钻进规程的主要依据：
钻速、钻头总进尺和单位进尺的金刚石耗量三个指标。
（一）钻压P
1、表镶金刚石钻头的钻压P
P=Gp（单位：
kg）
式中G—钻头上的金刚石粒数；
p—单位金刚石上允许的压力，Kg/粒。
2、孕镶金刚石钻头的钻压
P=Sp（单位：
式中:
S---钻头实际的工作唇面面积,cm2;
p—单位底唇面积允许的压力，Kg/cm2。
对中硬岩石,推荐:
p约40-50Kg/cm2;
对坚硬岩石或金刚石质量高者p约60-70Kg/cm2。
具体确定钻压时，应分别对待:
1、岩石性质：
2、钻头类型：
3、金刚石：
4、克取岩石的面积：
5、施加钻压的阶段性（磨合和正常钻进）
6、有关孔内压力的传递问题（钻孔深度、冲洗液、转速对钻压的影响）
（二）转速
转速是影响金刚石钻进的另一个重要因素。
在一定条件下，转速越快，钻速越高。
转速与金刚石的磨损关系比较复杂。
若其它条件正常，二者之间存在一个合理值，即在某一转速下，金刚石磨损量为最小。
转速过大或过小，金刚石的磨损量都较小。
通常以圆周线速度来规定钻头的转速。
孕镶金刚石钻头的周速应达到1.5-3m/s。
表镶钻头所用的金刚石粒度较大，在钻进中允许有较大的切入量。
所以，要求的转速可比孕镶钻头低些。
由于出刃量大，在回转中容易折断或损伤，不宜高转速。
线速度一般为1-2m/s。
选择合理的转速还应考虑以下：
1、岩层的性质，在中硬完整的岩层中钻进，可采用高转速；
如果岩层破碎、裂隙发育、软硬不均、孔壁不稳、不均，宜采用低转速。
2、钻孔的结构和深度，钻孔结构简单、环空间隙小，孔深不大，宜采用高转速；
反之，应降低转速。
3、机械设备、钻杆柱及钻具的能力。
（三）冲洗液量
冲洗液通常是金刚石钻进的另一重要规程参数。
一般根据液流上返速度来确定金刚石钻进所需的泵量Q：
Q=6sv（L/min）,（6是由单位换算所产生的系数）
式中：
v不小于0.3-0.5m/s;
s-钻孔的环空面积,cm2.
由于表镶、孕镶金刚石钻头钻进时钻孔环状间隙小，冲洗液的流动阴力很大，所以金刚石钻进基本是以不大的泵量和较高的泵压来工作的。
另外，泵压是反映孔底工况的敏感参数之一。
防止金刚石钻头烧钻是生产中一项重要的工作。
试验表明：
当转速为800r/min，钻头唇面压力为10Mpa时，钻头每转一圈，胎体温度升高1.73℃。
所以钻进中若冲洗液停止循环1-2min，便可能造成烧钻的恶性事故。
金刚石钻进存在正常规程和临界规程
在正常规程中，钻头胎体温度正常，功率消耗平稳，同时钻头磨损轻微；
而在临界规程下，钻头胎体温升急剧上升，功率消耗剧增，钻头磨损严重，甚至出现烧钻。
冲洗液泵量对胎体温度和功率消耗的影响
指标
冲洗液泵量（L/min）
15
20
30
胎体温度℃
725
640
550
钻进功率消耗kw
5.67
5.22
5.13
第2章绳索取心钻具
一、对绳索取心钻具的技术要求
1.当内管总成下到外管总成预定位置时，能即时发出到位信号，且内、外管之间的相对位置能够确定。
在钻进过程中内管不上窜、下滑；
内、外管之间能保证有良好的通水性。
2.钻进过程中岩心充满内管时，能及时向地表发出堵塞信号。
3.由于是双管结构，因此应保持内、外管的同心度，以便使岩心顺利进入内管。
在提取岩心时能防止内管因受力过大而损坏。
4.应保证打捞器顺利下入，并将内管总成安全抓提到地面。
二、绳索取心钻具的规格和型号
三、绳索取心钻具的结构和工作原理
（一）绳索取芯钻具的组成:
1、外管总成：
弹卡挡头
（1）、弹卡室（7）、稳定接头（23）（上扩孔器）、外管、下扩孔器、钻头
2、内管总成：
捞矛头
（2）、弹卡定位（6）（7）、悬挂（21）、到位报信、岩芯堵塞报警、单动、内管保护、调节、扶正、内管、岩芯卡取等机构。
（二）打捞机构
绞链式矛头机构由捞矛头、定位卡块、捞矛座等组成。
由于捞矛头可在其转动平面内转动180º
，因在地表吊挂打捞器与内管总成卸岩心可在0～土90º
内转动、变换位置，防止捞矛头从打捞器的捞钩中脱出。
（二）弹卡定位机构
它是由弹卡挡头、弹卡板、张簧、弹卡室等零件组成。
当内管总成在钻杆柱内下降时，张簧5使弹卡板6向外张开一定角度，并沿钻杆内壁向下滑动。
当内管总成到达外管总成中的弹卡室7部位时，弹卡板在张簧的作用下继续向外张开，使两翼贴附在弹卡室的内壁上。
由于弹卡室内径较大，而其上端的弹卡挡头内径较小，所以在钻进过程中可防止内管总成上串，达到定位作用。
（三）悬挂机构
由内管总成中的悬挂环（21）和外管总成中的座环（22）组成。
悬挂环的外径稍大于座环的内径（一般相差0.5～1.0mm）。
（四）到位报信机构
该机构由复位簧12、阀体13、定位簧14、弹簧19、组成。
调节螺堵20、阀堵39、调节圈等零件组成。
当内管总成在钻杆柱内由冲洗液向下压送时，阀体的粗径台阶位于定位簧14内，弹簧处于正常状态，阀体在关闭位置，冲洗液由内管总成和钻杆柱的环状间隙流通，如果内管到达外管中的预定位置，内管总成的悬挂环座落在外管中的座环上，把冲洗液的通道完全堵塞，迫使冲洗液改变流向，压缩弹簧，向下推动阀堵，直至阀体的粗径台阶移出定位簧，使阀堵打开，此时，泵压表的压力明显升高（约升高0.5—1.0MPa），即表明内管总成已到达预定位置，可以开始扫孔钻进。
由于定位弹簧的作用，可以防止阀堵自动关闭。
所以，在钻进过程中，冲洗液流经此处几乎不消耗泵压。
根据钻孔深度的不同，通过调节螺堵20，可以改变弹簧的预紧力，以调节泵压的变化范围。
（五）岩心堵塞报警机构
该机构由滑套25、轴26、蝶簧27等零件组成。
钻进过程中，当发生岩（矿）心堵塞或岩（矿）心装满内管时，岩（矿）心对内管产生的顶推力压缩蝶簧，使滑套向上移动到悬挂接头38的台阶处，将通水孔堵塞，从而造成泵压升高，告诫操作者应停止钻进、捞取岩心。
第二部分机械制图
第一章机械制图基本知识
1、图纸幅面及格式
图纸幅面大小有：
A0、A1、A2、A3、A4五种。
幅面代号
A0
A1
A2
A3
A4
B×
L
841×
1189
594×
841
420×
594
297×
420
210×
297
a
25
c
10
5
e
2、野外制图作业一般使用下图所示的简易标题栏。
单位名称
审核
（日期）
材料
比例
机台
制图
（图名）
（图号）
3、比例
⑴定义：
图样尺寸与实际机件尺寸之比。
类型：
三种
等比1:
1，缩小比1:
n，放大比n:
1
种类
比例系列一
比例系列二
原值比例
1:
1
䦋㌌㏒㧀좈琰茞ᓀ㵂Ü
放大比例
2:
15:
11×
10n:
1
2×
10n:
15×
1
2.5:
14:
2.5×
14×
缩小比例
21:
51:
10
10n1:
5×
10n
1×
10n
1.51:
2.51:
31:
41:
6
1.5×
10n1:
2.5×
10n
1:
3×
10n1:
4×
10n
6×
（2）比例的标注方法
①为了在图样上直接获得实际机件大小的真实概念，应尽量采用1:
1的比例绘图。
②如不宜采用1:
1的比例时，可选择放大或缩小的比例。
但标注尺寸一定要注写实际尺寸。
③应优先选用“比例系列一”中的比例。
4、字体
字体的字号规定了八种：
20，14，10，7，5，3.5，2.5，1.8。
字体的号数即是字体高度。
如10号字，它的字高为10mm。
（1）汉字应写成长仿宋体字，汉字的高
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