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鐵鉻錳探礦鉆進對鉆具鉆探的基本要求
地質(zhì)找礦是利用鉆具巖心鉆探技術對深層的巖石進行鉆進,通過收集分析巖芯判斷該區(qū)域礦產(chǎn)的種類和含量,進而確定該礦區(qū)是否有開采的價值。鐵鉻錳礦產(chǎn)作為全球具有重要開采價值的礦種,對于鉆具的鉆探是有要求的。
探礦鉆具
勘探鉆探設計由勘察設計院完成,具體實施的各個鉆探隊伍需要按照設計要求嚴格完成鉆探任務,設計的基本要求主要包括礦心采取率、巖心完整度、鉆孔的彎曲率和封孔質(zhì)量。詳細要求如下:
(1)礦心采取率
礦心采取率(包括頂、底板上和下5m范圍內(nèi)的巖石)不得低于80%,當?shù)V心采取率連續(xù)5m低于80%時,要查明原因,并采取補救措施。圍巖巖心的分層采取率不得低于65%。
(2)巖芯完整度
使用的金剛石鉆頭鉆探工藝應能保持礦石原有結(jié)構(gòu)特點和完整性,避免巖芯粉碎、貧化。在復脈型和多脈型礦床中要嚴格控制鉆進回次長度及回次采取率,防止鉆進中漏礦。采用鉆具鉆探工藝時,穿礦孔徑要滿足取樣要求。
巖芯完整度
(3)鉆孔的彎曲
認真測量鉆孔頂角和方位角,做好孔深校正、原始記錄、簡易水文觀測、封孔和礦、巖心保管工作。鉆孔彎曲度應符合規(guī)程和地質(zhì)設計要求,鉆孔偏斜超差時要及時設法補救。見礦點和厚度大于30m的礦體的出礦點均應測定鉆孔彎曲度。
(4)封孔質(zhì)量
封孔質(zhì)量不符合規(guī)程或設計要求時應返工重封。
對于鉆孔過程必須要有詳細的鉆探記錄,鉆具,終孔后檢測人員要對鉆孔有全的檢查。并且將鉆具鉆取的巖心樣品保存在巖心箱內(nèi),按照儲存要求保存好。
鉆具比表鑲鉆頭有更多優(yōu)越性
鉆具屬于孕鑲鉆頭,即金剛石孕鑲在胎體內(nèi)部作為工作層的刀頭。我國電鍍金剛石取芯鉆頭起步較晚,但發(fā)展迅速并且生產(chǎn)技術已經(jīng)處于先進水平。和國外的表鑲鉆頭相比,具有眾多優(yōu)越性。
1,鉆具對于金剛石品級的要求低于表鑲鉆頭
使用的天然和人造金剛石粒度取決于所鉆巖性。
金剛石粒度選擇
2,金剛石在鉆具胎體中的含量更多樣化
濃度表示金剛石在胎體中的含量,是影響電鍍金剛石取芯鉆頭性能的重要參數(shù)。濃度沿用砂輪制造業(yè)的“400%濃度制”,鉆具哪家好,當金剛石的體積占胎體工作層體積1/4時濃度為100%,全部是金剛石濃度400%。選擇金剛石濃度的依據(jù)是所鉆巖性、金剛石的品級和粒度,兼顧胎體的包鑲能力和鉆壓值的大小。巖石越堅硬致密,金剛石質(zhì)量好,粒度細,濃度宜較低;唇面比壓較大時可選較高的濃度,這樣對提高胎體耐磨性也有好處。常用濃度70%~120%,過高了將影響胎體的包鑲能力和鉆速。不必用手工擺放金剛石顆粒,工業(yè)制造過程更簡單。
3,鉆具的胎體性能更優(yōu)越
鉆具鉆進時,胎體的磨損速度應適當超前于金剛石的磨損速度,使金剛石不斷出刃。如果胎體不磨損或磨損極慢,則金剛石出刃甚小,發(fā)揮不了多刃微切削作用,鉆速很低。反之,如果胎體磨損太快,則造成金剛石過早的崩刃或脫粒,從而失去鉆進能力、鉆頭壽命縮短。合適的胎體耐磨性應能使唇面金剛石正常出刃,且在每粒金剛石的后面形成蝌蚪狀支撐。抗沖擊載荷能力較好,如果唇面金剛石發(fā)生剪崩對鉆進效果的影響小,對違反操作規(guī)程的敏感程度也小。
鉆具胎體磨損情況分析
當巖石更硬時,金剛石磨損得更快,但這時產(chǎn)生的巖屑更薄,數(shù)量更少,因此巖屑對胎體的磨蝕作用弱于稍軟的巖石。所以在堅硬的巖石中鉆進時,必須選擇低耐磨性(硬度較?。┑奶ンw。
由于測定硬度的方法簡單,雖然胎體的硬度不能完全代表其耐磨性,但目前仍習慣用胎體的硬度來表示其耐磨性。電鍍金剛石取芯鉆頭胎體硬度和耐磨性
4,鉆具的唇面形狀更鋒利
電鍍金剛石取芯鉆頭的唇面形狀比較簡單,多為平底形,在孔內(nèi)磨合一段時間后便自然形成圓弧形。堅硬、弱研磨性的巖石或鉆頭壁較厚,唇面做成同心環(huán)槽、鋸齒狀或階梯形,使比壓集中并在孔底形成破巖自由面。電鍍金剛石取芯鉆頭不需要用聚晶保徑,可取得滿意的鉆進效果。
鉆具胎體硬度和耐磨性
5. 鉆具的水口與水路
對鉆具而言,因為它的金剛石出刃非常小,故它的主水路不是鉆頭唇面與孔底的間隙,而是水口。在唇面扇形塊的下面只存在漫流(或濕潤)區(qū),用于冷卻和排粉的水流主要通過水口和水槽。電鍍金剛石取芯鉆頭往往設計成多水口、小水口,這樣對防止燒鉆有利。
鉆具鉆進與其它鉆頭的對比
鉆具破碎巖石的好壞與巖石的力學性質(zhì)有著密切的關系, 對不同巖石采用不同的破巖方式是很重要的。目前鉆探上常用的破巖方式有剪切、犁削、磨削和壓碎法幾種。
金剛石破碎方式
對于不同的破巖方式會產(chǎn)生不同的鉆進效果。在鉆進中, 無論采取那種破巖方式, 如將它全部說為某一種破巖方式都是不完全的,鉆具電話, 因為鉆進中地層是千變?nèi)f化的, 而鉆具承受各種力的影響, 受巖石的磨損也在變化。無論怎樣變化, 在中硬以下地層中鉆進, 鉆具的效果都優(yōu)于其它鉆頭。
復合片破碎巖石的優(yōu)點:
1 .鉆具與硬質(zhì)合金鉆頭
鉆具的破巖原理與硬質(zhì)合金鉆進的初期相同, 這是由于硬質(zhì)合金初始鉆進時, 刃部很鋒利, 效率很高, 但由于硬質(zhì)合金不耐磨, 很快將刃部磨平或者受力不均而崩刃, 這時的硬質(zhì)合金巳不是以剪切形式破碎巖石, 而是變?yōu)閴核榉ㄆ扑閹r石, 此時, 往往由于鉆壓不足。效率也急速下降, 鉆頭壽命很低; 而金剛石鉆頭由于刃部的金剛石的耐磨性遠遠高于硬質(zhì)合金, 在地層中鉆進磨損很慢, 始終能保持著以剪切形式克取巖石,效率變化不大, 壽命較長。
2. 鉆具與復合片鉆頭
眾所周知, 復合片鉆頭是以切削方式克取巖石,聚晶金剛石很耐磨, 但由于金剛石顆粒很小,鉆具銷售, 在復合片上包鑲的面積有限, 出刃量很少, 每粒金剛石只能磨損1/3左右就脫離, 因此復合片不能較深的壓入巖石作功, 形成不了體積破碎巖石, 效率也就不高; 而鉆具則集中了金剛石高的耐磨性和硬質(zhì)合金大的出刃, 能形成體積破碎巖石, 鉆進效率高的優(yōu)點。
復合片切削原理圖
3. 鉆具與天然表鑲鉆頭
天然表鑲鉆具是以犁削形式破碎巖石, 其出刃量小于硬質(zhì)合金大于孕鑲鉆頭。當新的表鑲鉆頭鉆進時, 有鋒銳的尖刃, 碰到巖石金剛石很容易壓入, 鉆進效率也很高, 但隨著時間的延長金剛石的尖刃不斷的磨損或者崩離, 使得金剛石慢慢的變?yōu)闇唸A狀, 鉆進效率也逐步下降。但是, 由于天然金剛石的硬度和耐磨性都大大高于硬質(zhì)合金, 它的效率下降速度也就緩慢得多, 而不象硬質(zhì)合金那樣急速下降。盡管這樣, 鉆具鉆進的效率還是高于表鑲鉆頭。
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