深部鉆探用金剛石鉆頭的選擇

根據(jù)所鉆巖石性質與鉆進方法選擇金剛石鉆頭類型的一般原則是:

1)軟、中硬和完整均質巖石一般選用PDC鉆頭和碎聚晶鉆頭及表鑲鉆頭。

2)硬、堅硬和破碎、裂隙及高研磨性巖石一般前敗耐選用孕鑲鉆頭。

3)研磨性強、粗粒、破碎的軟巖石選用硬胎體金剛石鉆頭。

4)堅硬、弱研磨性、細粒完整巖石(“打滑”地層)選軟胎體金剛石鉆頭。

5)若研磨性與硬度發(fā)生矛盾時,則服從于研磨性,例如遇研磨性強和硬度大的巖石應選用特硬胎體,否則胎體很快被巖石磨損使鉆頭失去工作能力。

6)巖層復雜,研磨性越強、越硬,應選用高品級、細粒金剛石。

7)巖石研磨性強,較破碎,顆粒粗,選用金剛石濃度較高的胎體。

8)巖石偏軟,破碎,研磨性強,胎體偏硬,應選多水口、較大水口的孕鑲金剛石鉆頭,反之選多水口、小水口鉆頭。

9)典型金剛石鉆頭唇面形狀的適用范圍:

①平底形。下孔后有一磨合過程,待磨成微弧形后才能正常進尺。穩(wěn)定性較差,易造成鉆孔彎曲,常用于鉆進中硬和中等研磨性巖層。

②圓弧形唇面?？煽s短初磨時間,常用于中硬和中等研磨性巖層。

③半圓形唇面。唇部內(nèi)外刃有補強,適于硬和研磨性巖層。

④階梯形唇面(單階梯或多階梯)。常用于繩索取心及其他厚壁鉆頭,產(chǎn)生破碎自由面,鉆進穩(wěn)定性好,有一定防斜效果,適用于中硬—堅硬弱研磨性巖層。

⑤錐形唇面(內(nèi)錐、外錐、雙錐)。在孔底穩(wěn)定性、導向性好,利于防斜,常用于繩索取心鉆頭。

⑥底噴形唇面?？椎讻_洗干凈,在破碎巖層中能提高采心率,但加工復雜?？菖?/p>

⑦同心圓鋸齒形唇面。可造成孔底多自由面,產(chǎn)生的巖粉較粗有助于金剛石出刃;所需軸壓較小,還有防斜作用;適于硬而致密弱研磨性巖石。

⑧直角梯形唇面。與孔底巖石接觸面積小,比壓大,水口大,適應地層具有一定廣譜性,但不適用破碎地層。

⑨造斜鉆頭唇部的選擇。分支點造斜慧春應選底唇外側弧度小的鉆頭,以便側向克取巖石造出新孔;孔底造斜可選底唇外側弧度稍大的鉆頭,以提高造斜鉆頭壽命和造斜質量。造斜鉆頭唇部中心應避開零轉速的“死點”。

金剛石鉆頭的選擇推薦表見表6-11。

表6-11 金剛石鉆頭選擇及巖石適應條件推薦表