钻具及钻进工艺新技术介绍

钻具及钻进工艺新技术介绍中煤科工集团重庆研究院钻探研究分院钻具研究所2013年7月主讲：唐大勇提纲提纲钻杆特殊钻具钻探新技术钻头

钻杆是钻机向孔底钻头传递扭矩和动力的重要部件，是钻孔得以完成的必备工具。我院钻杆采用合金钢、数控车床加工，具有以下特点：一、钻杆1)强度高、抗弯抗扭性能较好；2)接头耐磨性好。

根据钻杆适应的地层条件、钻进方式及排渣方式等的不同，可将钻杆分为光钻杆、螺旋钻杆、三棱钻杆、定向钻杆(通缆钻杆)及双壁钻杆等。一、钻杆1、光钻杆光钻杆普通光钻杆防喷钻杆取心钻杆高压钻杆接头连接型一、钻杆1）普通光钻杆规格：

Φ27、Φ42、Φ50、Φ63、Φ73、Φ89用途：适用于在地质结构简单、瓦斯含量和地应力较小的煤层或岩层中钻进。一、钻杆规格：Ф42、Ф50、Ф63、Ф73、Ф89内接头单向阀球体外接头2）防喷钻杆适用范围：主要用于瓦斯含量较大、软质泥岩等易喷孔或孔底岩屑从钻杆内孔返流而导致钻头水眼堵塞的地层中钻进。结构特点：外形与普通光钻杆一致，钻杆内孔有一单向阀体。一、奴钻杆3）取事心钻夜杆规格俗：Ф73、Ф89、Ф10挣8、Ф12士7、Ф14愿6结构透特点扣：两移端均为炮内接来头，钻礼杆间捡采用中间红接头舱相互半连接，取逆心钻谈杆与条钻杆析间用万过渡挠接头抹相连共。适用策范围述：用粘于有取心陆要求绑的地违质孔手钻进首或硬顶岩层吹中金曲刚石欺取心错钻进组。一、幸钻杆主密封面主密封面密封圈4）高米压钻梁杆规格锯：Ф50、Ф63结构壤特点劈燕：外畜形与序普通坦光钻丛杆一房诚致,同时乌在内睛外接戚头大涝端增设类一对描主密阅封面，且岸在外妹接头巧根部筋增设能了O型密榆封结构恼，以新确保捧钻杆册的高红压密傲封性畜能（40吼MP石a以上鬼）。适用翁范围惭：主星要用间于井名下水力停切割目和高北压水构射流施工竟工作跃中。一、梁钻杆中间读接头接头允连接趴型钻奏杆5）接祸头连泻接型求钻杆规格忽：Ф42、Ф50结构转特点泛：外航形与唯取心煎钻杆及一致,两端值均为坦内螺典纹，烤钻杆此间用侧中间售接头劳相连陈，螺井纹为平扣牛梯形平螺纹。适用渔范围藏：主蝇要用岁于地质岔孔的钻卷孔施膏工，厚常与ZL钻机场配套鼠使用嗽。一、侧钻杆2、螺谣旋钻僻杆普通螺纹连接型螺旋钻杆螺旋钻杆大通径宽叶片螺旋钻杆插接式螺旋钻杆多头凹槽螺旋钻杆普通宽叶片螺旋钻杆一、稿钻杆普通光钻杆螺旋叶片规格柳：Ф42才/7冰0、Ф50倡/8显01）普朱通螺笼纹连腔接式躺螺旋缺钻杆适用延范围遗：适玩用于誓煤层低硬度均系数f≥0.搬5，且地应渔力和德瓦斯蠢含量洽不大的硬煤斗层或坊孔壁托稳定的煤恭层中形钻进牢。一、左钻杆规格朋：Ф50右/8僚0、Ф63叙/1速00、Ф73织/1泳10、Ф80幼/1坝20。插接式接头螺旋叶片2）插接兔式螺并旋钻镰杆结构厅特点布：接吴头为六方福或四诵方接患头，轴慎向用高强猪度螺弯栓连斗接（12蠢.9级）午；施工旁过程化中可正采反转拌钻杆，以解决蠢抱钻讯、跨柿孔事故赖。适用遥范围切：适愿用于松软旗突出创煤层弹（f≥0.圆3）瓦斯汤抽放临孔的金钻进枯工作涝，主缠要与ZY范W-惊R型钻询机配掘合使用止。一、痕钻杆规格律：Ф63屑/7蔬3、Ф73胳/8袋9螺旋叶片普通光钻杆3）普汪通宽斥叶片随螺旋雪钻杆结构铃特点效：将卷普通姨螺旋线钻杆记叶片轴向懂尺寸峰加大炼，径魄向尺魄寸减为小的一集种螺尚旋钻恳杆（叹可直携接夹避持叶愉片）株，螺仆旋叶饿片具差有搅动喂孔内蚁沉淀汁煤屑熄和辅抄助排己渣的作样用（梳叶片诸所受姓摩擦犬力较软普通傍螺旋召钻杆楚摩擦墓力小械得多至）。适用会范围眼：适锐用于松软煮突出序煤层誓或穿书层瓦斯斥抽放膝孔的债钻进促工作方。一、墨钻杆规格惰：Ф63呜/7膀3、Ф73楼/8陕9。钻杆内通孔4）大谁通径窃宽叶逗片螺加旋钻饮杆结构护特点汪：与普辣通宽纱叶片军螺旋挖钻杆患外形隶一致裳，但毅其中载通内而孔孔乏径较限大（葵内平打），刷便于靠全孔等段下怜放筛疑管。适用抖范围顺：适撇用于打需下烟放筛闹管的松软叼突出头煤层看或穿黄层瓦斯员抽放谣孔的乎钻进重工作侮。一、乒钻杆5）多伏头凹跪槽螺判旋钻级杆规格翅：双头切：Φ6雷3/可63三头债：Φ7险3/理73特点张：适用号于在赚煤矿眼井下高瓦懂斯、避高地间应力的松软勉突出灰煤层挨或复听杂岩价层中钻办进，眯其钻船进效位率和月成孔妈率比着常规灾钻杆其和螺挺旋钻烫杆高翼出数护倍。一、魔钻杆3、三聪棱钻占杆三棱钻杆普通三棱钻杆手工焊结构摩擦焊结构三棱螺旋钻杆整体结构一、分钻杆规格另有：Ф63坐/7躺3（手款工焊扰结构绩）；Ф50赠/5等0、Ф63贺/6柄3、Ф73职/7舌3、Ф89川/8君9（摩龟擦焊计结构扛）。手工展焊结社构摩擦段焊结诉构1）普葱通三抄棱钻汗杆结构茅特点重：横弓截面辆为顶肉角倒鱼圆的比正三芒角形匠，分手工裤焊结滋构和拐摩擦总焊结家构，其印中手香工焊情已停付产。适用浮范围嗽：适杂用于楼煤层道硬度蒸系数f≤0.蚁5，且吧地应驾力和惭瓦斯羊含量伴较大脏的松彼软突尾出煤批层中皱钻进糕。一、砍钻杆规格定为：Ф73。2）三学棱螺父旋钻尾杆结构威特点宁：三元棱螺肃旋钻弹杆为大通虽孔整栽体式桨结构，它静是在约普通迁三棱阶钻杆茎的外景圆上铣削架螺旋逼槽，以卷增强敢搅拌挖孔内胜煤屑科的作吐用。整体式三棱螺旋钻杆螺旋槽适用趋范围哀：适偷用于腔煤层计硬度他系数f≤0.犬5、地留应力呈和瓦彩斯含排量较大醋、且述需要下放轻筛管民的松剥软突声出煤浮层中钻锦进。一、著钻杆规格赤：Ф73矮×3悔00剖0。外管中心叉电缆尸组件电缆日连接仇头电缆门连接疏座铜棒护芯揭管4、定集向钻千杆适用拖范围政：适亏用于社煤矿色井下硬煤摆层（f≥1）或瘦软岩协层（f≤5）的近迫水平刊定向谷钻进迎，最佛大钻陵进深控度超昌过10正00晶m。结构路特点佛：定贷向钻瞎杆由外管拜和中乒心电萄缆组纹件组成藏，其中外嘴管传董递动街力、夕中心司电缆晕组件蹦传输挑信号。主密痕封面辅助槐密封惕面主密佣封面辅助音密封害面弹簧一、递钻杆5、双水壁钻佣杆规格脂：Φ6晓3、Φ7优3结构宿特点病：钻述杆由外管犁和内做管组成古，其数中外睁管传忍递动需力，绘内管歪收集护岩屑随。用途英：适脑用于速煤矿窃井下松软天、破折碎地鄙层的全税孔反欺循环冷取心矿钻进安，岩棚心采脾取率回高达95遗%。外管外管密封面密封面密封弹圈外管外管密封面密封面密封圈钻头勾按其示切削蹲刃具亡的不征同，占可以锦分为硬质拿合金薄钻头狭、金移刚石五钻头等；烘按钻描头体萄的材敏料不脚同，岁可分暖为钢体护式钻犁头和宪胎体斩式钻额头；按葵结构舟形式雅的不视同，朽可分腹为内凹刘式钻少头、间锥形拉阶梯训式钻枝头、假锥形则刮刀裕式钻肤头、腔螺旋滔钻头有、塔始式钻饲头及键扩孔默钻头；按道破碎本断面谷可分判为取心挠钻头润和全童断面踪蝶钻头等。二、忠钻头钻头渐是孔架底破碎夹岩石蕉的刀峰具，是里钻孔后得以悟实现译的必睛备钻元具。映钻头龟一般络都由钻头羞体、沿切削肾刀片掏、保钥径条等组碗成。二、释钻头1、钻杨头结屑构刀片保径膀条钻头光体水口1）按刀仙具材叶质分二、展钻头2、钻捆头的缩慧分类钻头金刚石钻头金刚石磨料类PDC复合片硬质合金钻头2）按钻撇头结短构型匹式分二、悲钻头2、钻释头的苍分类钻头塔式钻头内凹钻头锥形阶梯钻头锥形刮刀钻头螺旋钻头扩孔钻头3）按钻佳头体哈的材忽质分二、就钻头2、钻搞头的息分类钻头钢体式胎体式4）按破江碎断芬面分钻头全断面取心式二、耀钻头3、钻昨头产岁品介啦绍塔式面钻头艳：用甲于井兵下坚咳固性好系数f≤任5的煤闷层或瞒软岩的钻傍孔施福工，不推挪荐直己接用Φ42或Φ50钻杆裹施工诱岩层。常用烤规格狡：Φ50干/7军5/剥95段、Φ65朋/8津5/趴11茄5、Φ75喊/9丢5/搂13臭31）硬腾质合顿金类练钻头螺旋琴钻头粥：主辅要用患于井员下坚候固性孤系数f≤佣3的煤谈层或未软岩的钻塔孔施疗工。与Φ42笔/7捆0螺旋扇钻杆券配套楼使用坚。常用烤规格绕：Φ70挤×2训00托、Φ90湿×2准00二、肝钻头3、钻所头产说品介破绍锥形艘刮刀打钻头：用翻于f≤牵3的煤歇层或粮软岩瓦斯避抽放斜钻孔串施工秃。规格避：Ф65Ф75、Ф94、Ф11而3、Ф13晌3取心胞钻头：用台于有仁取心校要求秤的钻论孔施虾工。规格诵：Ф75、Ф94、Ф11逮3、Ф13护3、Ф15爪3中心誉钻头银：用于邮施工f≤贱5的煤轻层或杜岩层钻孔秃。规格庸：Ф65、Ф75锥形跨阶梯突钻头：用定于f≤避3的煤乌层或东软岩瓦斯血抽放害钻孔搞施工喇。规格维：Ф85、Ф11糟5、Ф12耽51）硬厦质合颜金类靠钻头二、脊钻头3、钻泽头产声品介梳绍内凹跌钻头桶：用御于井叶下煤止层或陆坚固咱性系躬数f≤扭10软、舍中硬谋及硬衰岩层的钻沙孔施膊工，不推斑荐在者不均请质岩列层中爬施工。规格隔：Φ65笨、Φ75垒、Φ94两、Φ11占3、Φ13扰3、Φ15吼32）金闹刚石料钻头-P解DC复合伸片式刮刀垦钻头灭：用劲于井绝下坚接固性朽系数f≤剪3的煤船层或今软岩的钻己孔施够工。规格设：Ф65Ф75、Ф94、Ф11瓜3、Ф13走3二、谜钻头3、钻洪头产偶品介盲绍锥形姻阶梯删钻头钱：用于节井下面煤层漠或坚最固性喇系数f≤牛6软岩港层的隐钻孔病施工谢，不推努荐在早不均让质或打硬岩桂层中凭施工坏。规格优：Φ85驴、Φ95娱、Φ11里5、Φ12电52）金涉刚石址钻头-P倍DC复合色片式取心狠钻头澡：用于昌井下系煤层读或坚其固性扰系数f≤壮8中硬逃、硬宝岩层的钻多孔施腊工。常用贷规格横：Φ75公、Φ94辅、Φ11艇3、Φ13慎3、Ф15喘3二、眉钻头3、钻饱头产格品介牙绍扩孔多钻头疾：用于贱井下川坚固血性系舰数f≤希6岩层大孔辈径的殃钻孔低施工螺，不推柴荐在新不均泻质或枪硬岩疮层中养施工户。规格魔：Φ65禾/1民13婆、Φ75孩/1墨13四、Φ75回/1偿33纷、Φ13畏3/络30辨0（可根献据用堡户要狼求定都制）2）金柿刚石拳钻头-P迎DC复合波片式开合局式钻屋头：用于捆井下厚有下冶放筛馆管要很求的筛钻孔钥施工贵，与大通大径宽锅叶片析螺旋昆钻杆将和三票棱螺猾旋钻除杆配套贼使用见。规格振：Φ94感、Φ96二、甘钻头3、钻捆头产变品介旬绍胎体谁式钻悔头：主要否用于竿井下蚁坚固练性系现数f≤虹12坚硬岩层废的钻翠孔施独工，贿是破乐除坚今硬岩旱层的瓶主要特钻头召之一震（目股前松寺藻矿愿大量虑使用晴）。规格斑：Φ65碰、Φ75凉、Φ94率、Φ11游32）金垄刚石欢钻头-P栗DC复合蓝片式二、换钻头3、钻察头产卵品介摩绍全断果面金琴刚石笨钻头吸：用于装井下改坚固响性系西数f≤震15坚硬端岩层的钻酿孔施柱工，得是破戒除坚设硬岩匀层的棋主要醋工具剩之一映（但左钻进杏效率汇低）姑。规布格：Φ65庸、Φ75舰、Φ943）金愉刚石虫钻头-金刚阴石磨真料式金刚营石取姑心钻尿头：用于右井下沈坚固薪性系棵数f≤猪12坚硬专岩层的钻皆孔施耍工，昼是破枕除坚恰硬岩阁层的回主要滥工具础之一温（钻僵进效聋率略岗高于臭全断碧面钻纽奉头）尺。规格灭：Φ65减、Φ75吨、Φ91三、感其他纪钻具欠介绍1、超红硬岩戚层钻炮具气动归冲击抄器（默俗名泼潜孔烛锤）是以兆压缩娘空气厕为动灶力和千洗井茂介质棋，它船利用逃压缩虚空气嗽的能如量，撕通过寺冲击出器将风能炒转化督为机菜械能，从咸而实过现对饼孔底煎岩石暂的冲教击，酷在钻男机提剖供的钉压力凤和回瓦转作女用下锅，使投其不谁断地环冲击惩回转致，达拼到钻免孔的乐目的障。目前柏我院钳主要犬生产滑低风图压冲抖击器铺及其缺配套下钎头判。其像主要逃规格辱有：Φ76程、Φ80假、Φ90犹、Φ11营0三、幅其他初特殊况钻具击介绍2、千没米定渣向钻饱进配阻套钻睁具定向终水辫是与水定向欣钻杆勉配套烘使用样的水雀辫，脖具有恨向孔乞底输拾送高展压水址和测轮量信伟号的蹈双重惊作用呀，目授前主然要规浊格为Φ73信号殖测试核端口高压允水进概水口1）定市向水符辫三、胃其他倾特殊帆钻具忆介绍2、千臭米定消向钻却进配拜套钻牺具单向马阀是定革向钻感进工楼艺的瞒配套缴设备竟，具可有信钻号传壤输、俩输送阔孔底蜓马达卖动力柱介质泪、防酬止瓦咽斯突围出及己动力怒介质读回流泄和钻丙机动倚力传介递等湖作用波，主隔要与鞠千米么定向温钻机酸配套赤使用，目锈前主锯要规辰格为Φ73信号幸传输露通道2）单士向阀动力此介质月传输陶通道三、埋其他挨特殊摆钻具稀介绍2、千肝米定焦向钻寒进配妈套钻熄具下无抹磁钻耐杆3）无刷磁钻鸟杆上无章磁钻炼杆无磁虽钻杆是定迹向钻错进随覆钻测贡量的驱配套指设备猛，具葵有减征小外负界对谜随钻荡测量捞装置芦的干剃扰、态信号源传输坡、输大送孔孟底马揪达动肆力介淡质和个钻机盗动力它传递圆等作争用，目前勇主要逢规格炼为Φ73。三、娃其他来特殊革钻具肚介绍3、打群捞钻经具打捞撒钻具是处况理钻汉进过趟程中终钻具蕉因卡郑钻、裤抱钻滤等事齐故而代断裂看的专智业配尊套工呀具，目前古主要互规格喉为Φ42、Φ50、Φ63、Φ73、Φ89；可以屯分为公锥毕和母认锥两种公锥母锥四、岭钻探野新技麦术1、定初向钻萄进技扇术定向面钻进是以泥浆竹泵驱棍动孔户底马令达，定羽向钻晕杆作膏为孔布底马凑达动江力输瓦送管链道和馅信号诊传输脂通道男，通屡过随踩钻测漫量系再统控穴制钻暴孔轨戒迹的光一种肌钻进皆技术冤，是钳目前站国内召井下歉钻孔遗最先景进的卵施工屈技术身之一顽。1）顶按板抽叶放；2）底笔板抽允放；3）本傻煤层农抽放四、触钻探物新技电术2、松革软突扣出煤野层钻找进技叶术松软久突出很煤层棒的钻中孔问柱题是云煤矿妨钻进偶的施彻工难躺题，剪目前部主要束采用空气隆螺旋主钻进痒或空挎气异捧形钻袍杆钻生进的工薯艺技悲术。着我院雪主要考利用国家避发改客委项皇目和笑重庆弹院自铅立项探目，自弱主研锁发了马插接育式螺秩旋钻突杆、兄宽叶勒片螺叔旋钻驼杆、详三棱