凿岩钻头资料整理.doc

用凿岩机具在矿岩中钻凿炮眼或炮孔的工序称之为凿岩。目前主要用机械凿岩法，根据钻具动作方式分冲击式、旋转式和旋转冲击式。1、冲击式凿岩法 特点是钻具以冲凿方式破岩，包括冲凿、回转和清渣三个主要过程。用凿岩机钻浅炮眼和小直径深炮孔，用潜孔钻机和钢绳冲击钻机钻大直径深炮孔。1813年英国人特罗蒂克(R.Treuithick)发明蒸汽冲击式钻机。1855年法国人方丹莫罗（Fontainmoreau）取得气动冲击式凿岩机专利。此后凿岩机具不断发展，使冲击凿岩技术发生了根本变化。 1.1 凿岩机（风钻） 适于在中硬以上岩石中凿岩,炮眼直径通常为3565mm,深度一般不超过15m。按动力分气动、液压、电动和内燃四种。目前以气动凿岩机(图1)应用最广,后两者应用很少。液压凿岩机钻速快、动力消耗少、噪声低，正在一些国家推广应用。凿岩机的钻具由钎头、钎杆和钎尾组成。钻浅眼时通常钎尾与钎杆为一整体，钎杆上安活动钎头。钎头、钎杆和钎尾成一整体的钎子已很少应用。钻深孔时,钎尾、钎杆、钎头分开制做，随炮孔加深将钎杆逐根接长。凿岩机装在气腿上、钻架上或凿岩台车上钻眼。钎头一字型钎头:适用于轻型凿岩机钻凿硬度不高的岩层，便于修磨。 十字型、X型钎头:适用具有较大冲击功凿岩机的条件下，钻凿裂缝性岩层和磨蚀性 强的岩层，抗径向磨蚀能力强。 球齿型钎头:在具有较大冲击功凿岩机的条件下，比片状镶块钎头适用性强，凿岩速度和寿命高，凿出的孔型较圆。 GB/T 6480-2002凿岩用硬质合金钎头目前广泛应用锒片状或柱状硬质合金的钎头(图2)。钻浅眼多用一字形片状合金钎头,钻深孔或在裂隙发育的岩石中钻浅眼，多用十字形或丁字形钎头。柱状合金钎头适用于大冲击功、低转速的凿岩机，钻直径大于40mm的炮孔。钎杆用以传递冲击能量和转矩，由六角形或圆形中空合金钢制成。钎尾直接承受活塞冲击作用，形状与尺寸随凿岩机型号而定。钎尾、钎杆和钎头都需根据使用条件和材质进行热处理，提高使用寿命。 凿岩形成的岩粉通过从钎杆中心孔射出的压力水自眼底不断排出眼外。及时清除岩粉,可提高凿岩速度,减少粉尘量，改善环境卫生。1.1.1 钎头凿岩工作对钎头的要求是：形状、结构合理，凿岩速度快，耐磨性强，有足够的机械强度，排粉性能好，使用寿命长，制造和修磨方便及成本低廉。目前所使用的钎头主要有：一字姓钎头、三刃钎头、十字形钎头、球齿形钎头及硬质合金复合片齿钎头其中最后一种适应范围比较广泛，目前是较优秀的钎头。钎头的材料目前，瑞典、日本、美国等国家使用的钎头材料主要是低碳或碳铬钼镍、硅锰铬钼镍合金钢等材料。我国50年代以来一直采用45、55、40号Cr钢，在使用中发现，钎头体耐磨性差，其破坏形势分为刀体部断、涨、裂等，为提高钎头的使用寿命，保证钎头壳体头部的固片刚度、耐磨性和焊缝强度，借鉴国外钎头材质的选择经验，考虑到钎头体的钎焊与热处理的关系，对钎头体的材质进行了改进。目前选用以下钢种：CrMnSi/SiMnMoV/CrNiMo钢常见的钢种有：30CrMnSiA/35CrMo/20Ni4Mo/40CrNiMo/34CrNiMo/55SiMnMo/40MnMoV/27SiMnMoV/24SiMnCrNi2MoVA等。钎刃材质选用高硬度、耐磨损、耐腐蚀、耐高温、膨胀系数小的硬质合金，我国矿用硬质合金主要有：YG4C/ YG6/ YG8/ YG8C/ YG10C/ YG11C/ YG15/ YG105/YJD等。钎头结构及性能分析一字型钎头：我国最早、最多使用的凿岩工具，工作部位为一字型硬质合金刀片。实践证明：一字型钎头结构简单，易于加工，成本较低，适用于有韧性的整体岩石的凿岩，因此在凿岩工程中应用比较广泛。缺点如下：1、钎头强度低，径向磨损较快，易卡钎头，经常出现刀体部断裂、崩刃、脱片、碎片、整体变形等损坏形势。2、钎头工作部分为一个带圆弧型的整体刀刃，刃弧半径和片高过大，一旦发生脱片、碎片就会造成早期报废。凿岩过程中，钎头旋转，刀片的两外端起着主要作用，其中部几乎不破岩，且钻出的炮孔易出现易出现三角形形状。3、锥孔太浅，钎杆和钎头连接不牢固，在工作中容易断裂或堵塞水孔。4、排粉系统不良，大小端直径相差太小，排粉通道不畅，易堵塞、卡钻，固钻速低、磨损快，钎头易出现倒锥现象。5、钎头重磨周期短，可重磨次数少，刀片没有得到合理的充分利用，相对增加了生产成本，生产效率不高。在国外，一字型钎头已被淘汰。三刃钎头：一字型钎头基础上发展起来的钎头，与一字型钎头相比，三刃钎头的凿碎点多，工作质量好，硬质合金刀头可得到充分利用，几何形状比较好，径向耐磨性好，钻速快，不易卡钎头，重磨周期长，重磨次数多，寿命长。实践证明，三刃钎头的最佳直径是3240mm，主要适用于脆性、整体及裂隙性岩石。 十字钎头：已成为钎头产品的主要产品之一，其直径为3248mm。十字钎头的刀片是在三刃的基础上增加了一片，按十字形排列，耐磨性比一字形钎头提高了30%50%。该钎头几何形状稳定，加工比较简单，固片质量好，钎刃凿碎点多，操作方便，对凿岩的条件适应力强。这种钎头主要适用于有韧性、裂隙及磨蚀性岩石。球齿形钎头：是随着大功率液压凿岩机的迅速发展，为适应提高生产率和减小工人劳动强度的需要而发展起来的。球齿形钎头将硬质合金刀片的形状及它在钎头上的位置分布进行了新的设计。钎头所使用的硬质合金齿型主要有球形、锥球形和圆锥形。球齿形的强度和耐磨性最高，锥球形次之，圆锥形齿最低，但凿岩效率完全相反，因此，要根据不同的凿岩机选择不同齿形的球齿钎头。在工作时，边齿承担着主要的凿岩任务，球头的失效形式是边齿碎裂，所以，一般在中软岩层中选用圆锥齿钎头；在中硬岩层中选用边齿为球齿、中齿为圆锥齿钎头；在硬岩层中选用球齿钎头。根据齿数的不同，球齿形钎头有多种类型，球齿数目与钎头的直径、结构形式和承受冲击功的大小有密切关系。不同直径钎头的球齿数目与直径钎头直径/mm 球齿数目/个 球齿圆柱直径/mm 40 46 810 60 78 810 80 810 810 100 1112 1012 120 1314 1012 150 1618 1214 170 2022 1214 200 2426 1416 220 2628 1416注：硬岩取上限，软眼取下限。硬质合金复合片钎头：吸取了上述几种钎头的优点而研制设计出的一种较新型的钎头。克服了片状刃和球齿刃的缺陷，即把凿岩能力强的片刃分布在钎头的边缘：凿岩效率高的锥球形球齿分布在钎头的中部，从而集中了三刃、十字和球齿形钎头的凿岩优点。硬质合金复合片钎头同传统的一字形、三刃形、十字形、球齿形钎头相比，具有转速快、寿命长、修磨少、质量稳定、节省合金和钢材、成本低等优点，其主要技术、经济指标都超过了传统的片状和球齿系列钎具。 1、开钻凿眼稳定性好，钻孔速度快(平均钻速是一字形的1.4倍左右)，且随着修磨次数的减少，优势更明显。 2、钎头的全磨寿命大约是一字形钎头、三刃钎头、十字钎头、球齿形钎头的24倍。 3、凿眼成本比同直径的一字形钎头或球齿形钎头仅高1/51/3，且操作方便。 排粉：湿式排粉，利用轴向供水系统，水经过柄体上的给水接头和水道进入水针，水针插入钎子中心内，水经由钎子中心孔进入钻眼的眼底。注水与岩粉形成浆液后从钎杆与钻眼壁之间的 间隙流出孔外。钎头结构参数指标：刃角：钎头两个刃面夹角，一般90120，多为110；隙角：钎头体两侧面夹角，3，球齿钎头7；钎刃：端面为一字型做成曲率为18的弧型，球齿钎头周边齿向外倾斜3035；钎头直径：3843，保证药卷装入炮眼；排粉沟：布置在钎头顶端和侧面的排出底部岩浆的沟槽。 钎头材料：除硬质合金片外的钎头部分称为钎头体，合金钢。镶嵌在钎头上的硬质合金为钨钴类合金。炭化钨高硬度、高耐磨性、高抗压强度，钴韧性好。 1.1.2 钎杆 针对不同工况选择最佳钎杆，对提高工效、延长钎杆寿命是至关重要的。A、楔形适合在软/中硬度的层状岩石上破碎或沥青路面破碎、混凝土结构拆除B、凌锥形（金字塔形）适用于软/中等硬度石块的开采及替代二次爆破；适用于高硬度混凝土破碎或软的非层状岩石C、宽凿形适用于切割沥青路面D、平头形适用于破碎中等硬度石块或切小尺寸石块E、圆锥形通用1、 中空钢材中空钢材是制造凿岩钎杆的主要原材料，其质量优劣直接影响钎杆的使用寿命。80年代以来，随着采掘设备机械化程度的提高，以及凿岩机械向大型化、液压化、高速化发展的趋势，中空钢材制作的钎杆所承受的冲击载荷也在不断增加。但从目前市场上中空钢类型来看，结构尺寸仍然是1951 mm范围内，而65 mm、76 mm、89 mm圆形大孔径中空钢用量较少。国内生产中空钢的主要工艺有“铸管-热轧”法、“热穿孔-热拔(轧)”法、“热穿孔-冷拔(轧)”法以及“机械钻孔-热轧”法，以“铸管-热轧法”的产量最大。由于中空钢材的市场需求量仅数万吨(约3万t)，故国内企业没有专业化中空钢轧钢机组，采用横列式轧机+短应力线轧机相配合的生产方式，轧制道次、孔型变形量分配都不十分理想，使“热轧”法生产的中空钢芯孔及外观形状难以控制。而“”热穿孔”法是采用生产无缝管的斜纵轧方式得到中空坯后，再进一步加工。在穿孔过程中形成的螺旋线，对中空钢材在高冲击、大扭矩的工作状况下，以高频应力波形式传递能量的细长杆件工具的使用寿命也是不利因素之一。我国中空钢材与国际上先进水平的同类产品相比，仍然存在较大的差距。瑞典Sandvik公司是世界上生产中空钢质量较好的厂商之一。近几年来，其年产量一直在68万t，产品除供钻具公司使用外，在国际市场上也大量销售。该厂采用“电炉冶炼真空脱气处理连铸开坯圆坯表面扒皮钻孔装芯进入专业化轧机”的生产模式。现在采用可逆式2辊轧机，3辊轧机中间轧制，7机架平立辊交替短应力线轧机精轧成型。中空钢采用专用孔型系统，合理分配道次，保证变形量均匀。再加上完整的控制系统和在线检测装置，使钢材在整个生产过程中始终处于受控状态，形成了较理想的生产体系。国外生产厂家对中空钢生产工艺过程及钢材构造性能的研究十分重视，并在加强产品质量方面采取了一系列措施： 在冶炼工艺中精确控制化学成分，减少或不含有害元素，使钢的性能稳定和合金用量经济合理； 二次精炼(喷粉、钢包精炼、真空脱气处理等)，以减少钢中气体及夹杂物含量，提高钢的纯净度； 在连铸过程中保证钢的组织均匀、化学成分稳定； 采用高速深孔钻削设备加工钢坯芯孔，使钢坯钻孔速度达到120 mm/min以上。提高钻孔内表面加工光洁度，改善中空钢内壁质量；采用激光在线检测、控轧控冷，使钢材几何尺寸、机械性能和组织结构达到规模要求。2、冲击式凿岩钎杆凿岩机械在岩石中钻凿炮孔时，可分为3种凿岩形式。即：回转凿岩、冲击式凿岩和冲击-回转式凿岩。每种凿岩方式都有相应的凿岩机械及工具。国内所说的“凿岩钎具”是指冲击回转式凿岩中所采用的凿岩工具。凿岩钎具按照钻凿炮孔的直径和炮孔深度，可分为小孔径(D51 mm)、中孔径(51 mmD76 mm)和大孔径(D76 mm);以及浅孔(6 m)、中深孔(6 m15 m)和深孔(15 m)等若干种凿岩方式，每种方式都要配用不同的凿岩机械和凿岩钎具。(1) 整体钎 一种常用于小孔径浅孔凿岩的钎具产品。通常采用19 mm、22 mm、25 mm六角中空钢制造。每支整体钎都有特定的长度和钎头直径，在钻凿不同深度的炮孔时，需要若干支不同钎头直径、不同长度杆体的钎杆组成的钎具组进行凿岩。在欧洲、澳大利亚、南非及南美等国的露天石场二次爆破、巷道回采时的凿岩中多采用整体钎。 我国的矿山及工程项目中使用整体钎较少。大部分钎具厂生产的整体钎用于出口，钎头形状主要为一字形；有时也生产一部分十字形或球齿形钎头整体钎，但数量很少。 整体钎具有钻速快，使用中传递能量效果好，钎头直径下限不受限制等特点，但关键在于钎杆和钎头寿命相互匹配，即：当钎头直径磨损到极限直径时，钎杆也要达到使用寿命极限。此外，整体钎的价格比较高，国内的一些钎具厂虽具备生产这种钎具的条件，但要在国内市场上大量推广使用，尚需作出更多的努力。(2) 锥体连接钎杆 这种产品是目前国内产量最大的钎具产品之一，也是国内地下矿山和施工项目中大量使用的凿岩钎具。与整体钎相比，锥体连接钎杆的锥体连接处存在着能量损耗。据资料介绍，冲击应力波在杆体中一次往返后的能量损耗，锥形钎比整体钎高5%左右。同时，钎杆的锥体连接部位是钎具组中的薄弱环节，如果加工或使用不当都会增加钎具的破坏性。 但是，一支锥体连接钎杆可配用多个钎头，钻凿不同孔径的炮孔；钎头磨损后钎杆不致报废，维修简单，价格较低；每米进尺钎具消耗费用少等。据统计，我国钎具行业现每年生产的锥体连接钎杆达600万m左右(3.03 kg/m-B22)。 我国锥体连接钎杆生产按现行的GB/T6481-94标准执行，产品种类以B22 mm六角钎杆为主。贵阳特殊钢有限责任公司生产的锥体连接钎杆占全国锥体连接钎杆总产量的60%65%。 国内生产企业和科研单位从70年代开始，就对锥体连接钎杆进行了一系列的研究。在材质、锻钎技术、设备、热处理及工作载荷机理、破损分析等方面都取得了很大进展，90年代，这种凿岩钎具的市场需求已基本饱和。(3) 螺纹连接钎杆 螺纹钎杆包括接杆钎杆、轻型接杆钎杆、钻车钎杆和MF钎杆等。这类钎杆的特点是通过杆体上的螺纹将钎尾、钎杆、套管、钎头连接成一个凿岩钎具组。钎具组对连接螺纹的基本要求是：连接紧密、能量传递效果好、耐磨性强及拆卸方便等。目前常用的螺纹形式有波形螺纹和梯形螺纹两种。而复合螺纹很少采用。国外钎具厂多数生产螺纹连接杆：B25 mm、B28 mm、B32 mm、B38 mm、B45 mm六角形钎杆和D32 mm、D38 mm、D45 mm、D51 mm圆形钎杆。采用的中空钢材大部分为Ni-Cr-Mo系合金钢。制钎工艺、机加工设备、热处理设备都比较先进，使用寿命也比较理想。据介绍，欧洲几家钎具厂生产的R32-H32-R38,长度5 525 mm的六角钎杆，配用凿岩钻车使用，在斯堪的纳维亚地区花岗岩的凿岩寿命均达到1 2001 500 m。70年代中期，我国使用螺纹钎杆种类最多的是R32 mm1 200 mm井下采矿台车(钻架)用接杆钎杆。80年代，随着进口液压凿岩台车数量的增加，螺纹连接钎杆(主要是钻车用钎杆)的需求,量逐年增长。从90年代初开始，我国螺纹连接钎杆的产量开始有所增加，市场占有率也曾一度上升(螺纹连接钎杆在液压凿岩机下工作冲击功率高达1518 kW，冲击频率3 6006 000次/min，轴向推力12.5 kN)。 1.1.3 钎尾 钎尾的作用是直接承受冲击力和扭力，承受和传递能量的部位，所以端面要平整光滑，硬度要适当，还须有较好的韧性。钎尾规格和淬火硬度对凿岩速度有很大的影响。 目前广泛应用锒片状或柱状硬质合金的钎头。钻浅眼多用一字形片状合金钎头,钻深孔或在裂隙发育的岩石中钻浅眼，多用十字形或丁字形钎头。柱状合金钎头适用于大冲击功、低转速的凿岩机，钻直径大于40mm的炮孔。钎杆用以传递冲击能量和转矩，由六角形或圆形中空合金钢制成。钎尾直接承受活塞冲击作用，形状与尺寸随凿岩机型号而定。钎尾、钎杆和钎头都需根据使用条件和材质进行热处理，提高使用寿命。 凿岩形成的岩粉通过从钎杆中心孔射出的压力水自眼底不断排出眼外。及时清除岩粉,可提高凿岩速度,减少粉尘量，改善环境卫生。1.2 潜孔钻机特点是冲击器随钻头潜入孔底凿岩。优点是无钻杆传递冲击功的能量损失，炮孔深度对钻孔速度的影响小，凿岩噪声低。在中硬以上矿岩中，钻凿直径为 80250mm的深孔时是经济有效的设备。在井下深孔崩矿和中小型非煤露天矿中应用较广。潜孔钻机的钻孔机构包括冲击器、钻头和钻杆。冲击器产生冲击作用，钻头直接安在冲击器上，钻杆将冲击器送入孔内并由孔外的回转机构带动其旋转。从钻杆射出的压气或高压水将岩粉排出孔外。钻孔时随炮孔加深将钻杆接长。潜孔钻机常用柱状合金钻头。目前潜孔钻机有采用高风压、大冲击功和低冲击频率冲击器的趋向。1.2.1 潜孔冲击器DX系列冲击器DX系列冲击器是根据中国矿山及工程凿岩的实际情况，专为矿山及工程施工中的低风压钻机设计，吸改国际先进的技术设计制造的产品。材料选用合理，制造工艺先进，质量保障完善。有较高的凿岩速度，工作风压0.5-0.7Mpa可特别提供硬化处理，以延长使用寿命，降低使用成本。单次冲击功大，破碎岩石的功耗低。活塞与钎头的重量接近，有最好的动量传递。产品型号： DX70 DX80 DX90 DX110 DX150 DX170 DX170A钻孔直径（mm）： 76 83 90,100,130 110,123 155,165 175,185 175,185外径(mm)： 65 72 80 98 136.5 156 159总长(mm)： 811 795 795 838 904 1022 1033重量(kg)： 13.5 18 21 36 85 102 119风压(kg/cm2)： 5-7 5-7 5-7 5-7 5-7 5-7 5-7耗风量（m3/min）： 4 5.5 7.2 12 15.9 18 18单次冲击能(kgm)： 7 8.1 11 18 34 44 50冲击频率（次/分）： 810 800 820 830 800 790 85HD系列高风压冲击器HD系列高风压冲击器是一种冲击凿岩工具，但他与其它凿岩工具不同的是，凿岩过程中它始终留在孔的底部，活塞直接冲击钻头。 压缩气体经过钻杆进入冲击器，而后从钻头排出，排出的废气被用来排碴。冲击器的回转运动由回转头提供，轴推力由推进器提供，通过钎杆传递到冲击器上。潜孔冲击器是这样组成的：活塞、内缸、配气座、逆止阀和钻头附件等安装在细长的外缸内，外缸的上端装有带扳手口和联接螺纹的上接头，下端装有螺纹连接的卡钎套。卡钎套主要用于向钻头传递推进力和回转运动。卡环控制钻头的轴向运动，而逆止阀是当停止供应压气时，用来防止岩碴等杂物进入冲击器。钻进过程中，钻头被推进冲击器，并压在卡钎套上，此时活塞直接冲击钻头进行凿岩。当钻头提离孔底时，开始强吹。应用开钻凿直径（80-185mm）采矿炮孔达到破记录的空孔速度，鼎信矿冶中高压潜孔冲击器能将高风转化为前所未有的高穿孔速度。它可在0.56-2.46Mpa的风压状态下作业。提高了部件寿命，鼎信矿冶中高压潜孔冲击器的设计原则是；努力延长使用寿命和减少维修工作量。例如，经硬化外理的耐磨外套管可以调头使用，因此可延长更换期。可用时间最长，由于所用部件少，结构简单，加上使用耐磨损的部件，故可延长冲击器的工作时间。每英尺钻孔成本降到了最低限度，穿孔速度的提高使单位燃油的进尺大增。由于部件结构简单和使用寿命长，所以维修费用降到了最低限度。在结构设计上采用现代理论，使应力波持续时间长，应力振幅较低，活塞寿命长。产品型号： HD3.5 HD340 HD350 DHD360 HD6 钻孔直径（mm）： 90 105,115 140 152,165 152,165外径(mm)： 79 92 122 136 136总长(mm)： 972 1138 1254 1450 1450重量(kg)： 29.5 47 90 126 126风压(kg/cm2)： 7-21 7-21 7-21 7-21 7-21耗风量（m3/min）： 4.3-14.2 3.5-18 6.5-21 8.5-25 8.5-25单次冲击能(kgm)： 20.9 30.4 65.1 82.2 82.2冲击频率（次/分）： 950-1500 810-1450 850-1510 820-1475 820-1475潜孔冲击器钻孔直径范围一般在65毫米200毫米，特殊的可以达到1500毫米。潜孔冲击器配用设备一般为潜孔钻机（车）或凿岩潜孔两用钻机（车）。例如露天潜孔钻车CLQ80A、CM120露天潜孔钻机KQD80，TLQ100A、CLQ15、井下潜孔钻机QZJ100B，QZJ100D。高风压潜孔钻机CM351。巷道工程用钻机CQ100DENG 。 潜孔冲击器的一般使用单位为采石厂、采矿厂、物探局、公路局等。潜孔冲击器的使用与维护： 1、因为冲击器的接头和接头都是右旋螺纹，所以钻进工作过程中，应始终保持冲击器右回旋。 2、开孔时，应采用最小的冲击和推进力，使钻头平稳地进入岩层。 3、推进力和钻具重量匹配是很重要的，推进器的推力必须随钻具重量的变化而变化。 4、冲击器通常采用的回转速度一般为1525rpm，转速越快，凿速也就越快，但在坚硬岩石中，转速应减小，以便保证钻头不过分磨损。 5、因为堵块和空穴都可能导致卡钻，因此应定期采用冲击器强吹，定期清洗孔底。 6、在接杆过程中，岩碴和各种杂质会掉进冲击器中，因此必须盖好松开的钻杆螺纹端部，确保钻杆不粘岩碴和粉尘。 7、冲击器的合理润滑永远不能忽视，否则，会加速冲击器的磨损甚至造成破坏。 1.2.2 潜孔钻头1.2.2.1 高风压潜孔钻头在高风压潜孔凿岩工程中，要达到高效快速凿岩的目的，就需选择优质高效的潜孔钻头，也就是说，要根据不同的钻凿方式和岩石类型选择不同结构的潜孔钻头。钻头端面结构、排粉槽硬质合金齿形和尺寸，钻头体硬度等到一系列因素都直接影响到凿岩速率、钻孔质量，炮孔平直度、钻头寿命和工作效率。因此选择适用的钻头在凿岩工程中是非常重要的。o4h;h;就高风压潜孔钻头而言，目前采用的钻头端面设计形式主要有四种形式，即：端面凸面型，端面平型，端面凹面型号和端面深凹中心型。硬质合金齿多选用球齿、弹齿或球齿和弹齿共用的布齿方式。-d8Ce.d.gc A、端面凸面型：这种形状的钻头有两种形式，单凸台和双凸台（也称双斜面或双锥体体形）端面，后都主要用于直径较大潜孔钻头。端面凸面型号潜孔钻头在钻凿中硬和坚硬磨蚀性岩石时能保持较高的凿岩速率，但钻孔的平直度较差，不适用于钻凿炮孔平直度要求不高的中硬岩和软岩。 B、端面平面型号：这种形状的钻头比较坚固耐用，适用于钻凿坚硬和极坚的硬岩石。同时也适用于钻凿炮孔平直度要求不高的中硬岩和软件岩。c41r,3R C、端面平面型号：这种形状的钻头端面上有一圆锥形凹陷部份，使钻头在凿岩过程中形成轻度成核作用，保持钻头对中性能，钻凿的炮孔有较好直线度。此外，这种钻头排粉效果较好，钻速较快，是目前市场上使用量较多的一种高风压潜孔钻头。 D、端面深凹中心型：这种形状的钻头是由同类型号球鞋齿钎头演变而来的钻头端面中心部有一深凹中心总价，用凿岩过程中成核作用，钻凿深孔时能保持炮孔平直度。但由于钻头深凹中心及较深排粉槽，其端面强度较其他形式钻头弱，因此只适用于钻凿软岩和中硬岩石。在Atlas Copco公司新近出版的技术资料中，对COP系列高风压冲击器推荐了六种形式的潜孔钻头；zx8*O%_m M-m( 1、端面凸面型（弹齿）潜孔钻头钻头采用凸面结构，采用较大直径弹形边齿和中齿，设计有较大的排粉槽。据称在钻凿软岩和中硬功夫岩石时有很高的凿岩速率，同时也适用于钻凿蚀性硬岩。4fvQ*MbK 2、快速凿岩潜孔钻头c8a4kV P ?V 钻头中芯齿为弹齿，边齿采用球齿，配置大排粉气孔和排粉槽的端面平面型号潜孔钻头，在中硬岩石和坚硬磨蚀性岩石中有较高的凿岩速率。 3、端面平面型号潜孔钻头Mdf gX 钻头的边齿采用较大直径球齿，端面气孔和排粉槽能有效地吹排出岩屑，适用于钻凿坚硬和磨蚀性岩石。这种钻头也便于合金齿修磨和钻头维护。 4、端面凹面型潜孔钻头:cMxk.h 钻头采用球齿结构，端面中部区域为微凹陷圆锥形，主要用于钻凿中硬及坚硬非磨蚀性岩石。这种钻头钻孔过程中偏移较小可保证较好的炮孔平直度。5xlEq-.E-* 5、端面凹型（重型）潜孔钻头主要用于较大直径潜孔钻头,采用大径球齿边齿，端面为微凹陷圆锥形凹面，适用于中硬、坚硬岩石，也适用于麻蚀性岩石和裂隙层。 6、端面双凸台、凹面型号潜孔钻头这种结构主要用于200mm直径以上潜孔钻头。该钻头端面双凸台布有两圈球齿边齿，端面中部采用微凹陷圆锥形凹面，由于具有双屋边齿结构，这种钻头适用钻凿中硬功夫岩石、坚硬岩石磨蚀性岩石和裂隙岩层。1.2.2.2 低风压潜孔钻头目前,我国低风压潜孔钻头年产约36 万只,钻头直径从65 mm 186mm,其中以90125 mm的钻头为主。低风压潜孔冲击器年产约32000台左右,其中以90型、100型、150型为主。低风压潜孔钻具主要应用在小型岩土工程,小型采石场和凿岩条件较差的地域。低风压潜孔钻具结构相对简单,工艺技术参数要求不高,使用寿命也较低。目前,国内生产的低风压潜孔钻具超过了市场的需求。1.2.3 潜孔钻杆潜孔钻杆由钻杆管体及两端接头构件经摩擦焊接而成。钻杆的产品质量主要取决于钻杆管体及接头材质、焊接区域的焊接质量和对焊接区域的热处理工艺。目前，COP系列高风压潜孔钻杆和接头构件材质大都选用Cr-Ni-Mo系列，例如，AISI 413 HM、AIS413HM、36CrNiMo、40CrNiMo等。钻杆管体多采用冷拔无缝钢管制造，因为冷拔管的表面光洁度和尺寸公差都优于热管。接头构件模锻成形，经无损探伤后机加工。V4Q pHck x7A 采用摩擦焊接的方法加热时间短、热影响区域窄（焊接两端影响区域不超过1 51 8mm），摩擦焊接过程的顶锻力能挤掉焊缝中产生的有害夹杂微粒，使焊接质量大大提高，同时有较高的生产效率。在生产中采用摩擦焊机为制动型摩擦焊机或惯性型号摩擦焊机两种类型。fOw6g l!O*F 摩擦焊接后，焊区会形成较粗大的焊接组织，要通过热处理工艺改善和恢复其组织性能。采用的工艺为感应加热，压缩空气喷嘴淬水，和感应加热回火。热处理后潜孔钻杆连接部份的外表面硬度为HRc53-58、内表面硬度HB210-250。2、旋转式凿岩法钻头在推压和旋转作用下压入，并连续切削岩石，适用于煤层、粘土、软和中硬以下的岩石。19世纪80年代开始使用手持式电钻，以后相继出现带推进机构的架式电钻和露天矿用旋转钻机。旋转凿岩的钻具包括钻头、钻杆和钻尾三部分。钻头切削矿岩，螺旋形钻杆传递转矩和排除岩粉。3、旋转冲击式凿岩 露天矿使用的牙轮钻机利用牙轮钻头的旋转冲击对岩石产生碾压、冲凿和切削作用破碎岩石，并用压气排出岩粉。牙轮钻机的钻具包括钻头和钻杆。三牙轮钻头应用最广。三牙轮钻头是石油钻井的重要工具，其工作性能的好坏将直接影响钻井质量、钻井效率和钻井成本f1。三牙轮钻头设计大多是根据实践经验，结合试凑的方法，反复进行设计与计算，因而设计精度低、周期长，难以提高设计质量，而且每次计算只能设计出一个钻头，效率低。因此，开发出一套三牙轮钻头CAD系统，实现三牙轮钻头的参数化绘图就显得非常必要。1系统的总体设计三牙轮钻头参数化绘图系统采用功能模块化的编程方法，把整个系统分为四大功能模块：用户界面管理模块、钻头齿面结构设计模块、数据库管理模块、参数化绘图模块。用户界面的设计，采用内嵌于AutoCAD的VBA二次开发工具实现。用户通过用户界面模块输入三牙轮钻头设计的相关参数，实现人机信息交流。钻头齿面结构设计模块的主要功能是根据三牙轮钻头设计理论完成复杂的三牙轮钻头设计数据计算。数据库管理模块是由Access 2003以数据表格的形式建立的数据库。一、产品名称： 江汉HJT517G三牙轮钻头 产品介绍： 所属分类：钻井,勘探,石油,钻头,钻井配件 产品名称： 215.9mm金属密封江汉镶齿三牙轮钻头 产品型号：FJ517G结构特点：1、采用浮动轴承结构，浮动元件由高强度、高弹性、高耐温性、高耐磨性特点的新材料制成，表面经固体润滑剂处理。在降低轴承副相对线速度的同时，减少摩擦面温升，能有效提高高钻压或高转速钻井工艺条件下的轴承寿命和轴承可靠性。2、采用高精度的金属密封。金属密封由一副精心设计加工的金属密封环作为轴承轴向动密封，两个高弹性的橡胶供能圈分别位于牙掌和牙轮密封区域内作为静密封，优化的密封压缩量确保了两个金属环密封表面始终保持良好接触。3、钢球锁紧牙轮，适应高转速。4、采用可限制压差并防止钻井液进入润滑系统的全橡胶储油囊，为轴承系统提供了良好的润滑保证。5、采用可耐250C高温、抗磨损的新型润滑脂。6、镶齿钻头采用高强度高韧性硬质合金齿，优化设计的齿排数、齿数、露齿高度和独特的合金齿外形，充分发挥了镶齿钻头高耐磨性和优异的切削能力。钢齿钻头齿面敷焊新型耐磨材料，在保持钢齿钻头高机械钻速的同时，提高了钻头切削齿寿命。石油钻井和地质钻探中应用最多的还是牙轮钻头。牙轮钻头在旋转时具有冲击、压碎和剪切破碎地层岩石的作用，所以，牙轮钻头能够适应软、中、硬的各种地层。特别是在喷射式牙轮钻头和长喷嘴牙轮钻头出现后，牙轮钻头的钻井速度大大提高，是牙轮钻头发展史上的一次重大革命。牙轮钻头按牙齿类型可分为铣齿（钢齿）牙轮钻头、镶齿（牙轮上镶装硬质合金齿） 牙轮钻头；按牙轮数目可分为单牙轮、双牙轮、三牙轮和多牙轮钻头。目前，国内外使用最多、最普遍的是三牙轮钻头。在石油、地以及各种钻探行业中牙轮钻头是不可缺少的重要部分,但是牙轮钻头对一些钻探行业来说价格实在太高,这就促使一些钻探行业对二手牙轮钻头产生了很大兴趣,其价格低,质量可靠(在石油钻探中只使用了其寿命的1/3),为钻探行业降低了大量成本.所以二手牙轮钻头已经成为一些钻探行业中的一重要部分。所属分类：钻井,勘探,石油,钻头,钻井配件。二、产品名称： 311mm橡胶密封三牙轮钻头 产品介绍：H系列钻头为O形橡胶密封滑动轴承钻头,在常规转速下使用可承受较高的钻压。其主要结构特点：1、采用高强度高韧性硬质合金齿，提高了齿的抗冲击能力，减少断齿率；2、优化设计的齿排数、齿数、露齿高度和独特的合金齿外形，充分发挥了钻头切削能力和切削速度；3、采用卡簧锁紧牙轮，能承受高钻压；4、牙轮内孔镶焊减磨合金，提高轴承的抗咬合能力；5、采用高饱和丁腈橡胶O形密封圈，优化的密封压缩量提高了轴承密封的可靠性；6、采用可限制压差并防止钻井液进入润滑系统的全橡胶储油囊，为轴承系统提供了良好的润滑，并保证“O”形密封圈正常工作，提高了钻头工作寿命；7、采用可耐250高温,低磨损的新型润滑脂,提高了钻头密封润滑系统耐高温的能力。4、我国凿岩钎具行业的发展 我国凿岩钎具生产经过几十年的发展，取得了长足的进步15。在此基础上，进一步分析了解凿岩钎具的生产现状和发展方向，对促进我国钎钢钎具产品的技术进步和质量提高将有一定的作用和意义。 1、凿岩钎具生产的发展和现状 我国从20世纪50年代中期开始生产气腿式凿岩机、碳钢钎杆和一字形钎头。60年代中期，随着矿业开采对钎具需求量的增加，国家有关部委开始在钢铁生产企业中定点投资建设中空钢和凿岩钎具生产车间。70年代初形成22 mm六角钎杆和一字形钎头批量生产规模。70年代末，国产22 mm钎杆和一字形钎头满足了当时矿山工业的需求，钎具产品质量也有很大提高。 20世纪80年代开始，国内基础建设工程速度加快，施工单位陆续从国外引进一大批液压凿岩钻车，其中以全液压掘进钻车为主。国内的科研和生产单位，在钻车用钎杆、球齿钎头的生产制造、工艺研究、材质选择方面作了大量工作，使钻车用钎杆和钎头的生产形成一定规模。到20世纪90年代，随着露天液压凿岩钻车的引进，国产钻车钎杆和钎头的生产数量和品种规格进一步扩大，多家钎具生产企业相应引进了用于钎杆和球齿钎头的生产技术和制造设备，球齿钎头的使用性能和产品质量都有很大提高，生产量和出口量也不断上升，使球齿钎头成了我国钎具产品出口的主要品种之一。而钻车用钎杆由于受国产中空钢材质量因素的影响，使用效果与国外同类产品相比还有一定差距。 20世纪90年代初，由于技术管理、维护保养、配件供应、配套钎具性能等原因，液压凿岩钻车特别是液压掘进凿岩钻车并没有在国内凿岩工程中得到推广，相反却有一大批进口钻车处于闲置状态。同时，个体经营小型矿山的增加，使气腿凿岩机用量增加，22 mm钎杆、一字形钎头成为国内凿岩工程中的主要钎具产品。 20世纪90年代中期后，国内生产轻型凿岩机用钎具产品的小企业不断增加，生产量上升，但产品质量下降，国内钎具产品开始进入价格竞争时期。 目前，我国钎钢钎具企业生产的气腿凿岩机用22 mm钎杆、一字形钎头等技术含量相对较低，液压凿岩钻车用球齿钎头、钎尾、高低风压潜孔冲击器，潜孔钻头等技术含量相对较高的钎具产品也存在着质量稳定系数不佳，品种规格不全等问题。国内凿岩工程现大量使用的凿岩机械和钎具产品，只相当于工业发达国家20世纪40年代的水平。 目前，随着国际上知名的凿岩机械制造商和国内一些有实力企业投资凿岩钻机和钻具制造领域，可以预料，国内钎（钻）具市场孕育着一个由低技术含量常规化产品向高技术含量专业化产品方向发展的阶段。2、国内钎钢钎具的市场分析 由于受凿岩机械发展和钎钢钎具生产企业规模、生产手段及加工设备等因素影响，国内凿岩钎钢钎具的市场现状是：低技术含量产品过剩，高技术含量产品性能不稳定，产品种类不能完全满足需求，大孔径凿岩钻具产量较少；对特殊类型钻具市场信息不了解，凿岩钎具产品出口渠道不畅；产品研究开发工作滞后，产品因质量无法大批量参与国际市场竞争。因此，要完全满足国内市场需求，并在国际市场上占有更大的份额，我国的钎钢钎具工业还有一段较长的发展道路。 2.1轻型凿岩机用钎具产品 我国钎钢钎具生产企业2005年22 mm锥体连接钎杆产量接近5万（t按每吨钎杆140150支计，约650万支），D3642 mm一字钎头2 2002 300万只。这两类产品的产值约占国内钎钢钎具产品总产值的65%。近两年来，国内手持式及气腿式凿岩机市场在发生变化，部分劣质低价的凿岩机出现滞销，而部分冲击功较大、质量稳定的产品供货量增加。这说明高效率的轻型凿岩机械已开始受到市场重视，随之也会对B22 mm钎杆和一字钎头产品的质量有更高的要求。同时，市场上大冲击功率气腿凿岩机使用量增加，部分优质一字形钎头和小直径球齿锥体连接钎头、小直径复合片齿锥体连接钎头使用量增加。因此相应的生产企业应关注这一市场的发展趋势。 2.2气动采矿钻车（钻架）用接杆钎杆 气动采矿钻车（钻架）是国内地下金属矿山崩落采矿法主要使用的凿岩机械，配用YG80型、YGZ90型导轨式气动凿岩机，使用D32 mm1 200mm波形螺纹圆形接杆钎杆，5565 mm十字形波形螺纹连接钎头。目前制造接杆钎杆采用的中空钢材主要是用中空铸造管法和热穿-热轧法生产的35SiMnMoV或其他钢种的中空钢。由于目前普遍使用的导轨式气动凿岩机冲击功不高（YGZ90型约180 J），转钎扭矩低、钻凿炮孔浅等特点，D32 mm接杆钎杆基本能满足凿岩要求，但使用寿命不长。我国现年产D32 mm接杆钎杆1516万支，D5565 mm十字形采矿钎头89万只。按国内的用量，市场供需基本平衡。井下金属矿山普遍使用的YGZ90型导轨式气动凿岩机冲击功和转钎扭矩都比较低，几年前推广使用的气-液联动导轨式凿岩机，以及国内几家大型金属井下矿山引进的Atlas Copco公司Sim-ba H250系列全液压采矿钻车、Simba260系列潜孔采矿凿岩钻车，经过数年的使用后，已经掌握了成熟的经验，矿山生产效率大幅提高，使用量不断增加。但是，国内生产的气-液联动导轨式凿岩机配套D38 mm1 530 mm接杆钎杆，Simba H250系列液压钻车配套的D38 mm、D45 mm1 530 mm、1 830 mm采矿接杆钎杆，D65 mm、D76 mm球齿采矿凿岩钎头，以及Simba260系列钻车COP62潜孔冲击器的D165 mm高风压潜孔钻头的使用效果并不十分理想。机械化采掘、铲运是大型金属井下矿的发展方向，井下全液压采矿钻车的使用数量也在不断增加，因此，对于井下采矿钻车的配套钎具发展，是钎钢钎具生产企业关注的重点之一。 2.3 液压凿岩钻车用钎具 在液压凿岩钻车用钎杆方面，国产液压凿岩钻车用掘进钎杆、凿岩接杆钎杆、MF钎杆的年产量有1万多支，由于受中空钢材性能、热处理设备等因素影响，产品质量不能完全满足大功率液压钻车使用的要求。同时由于国外液压凿岩钻车钎 杆在国内市场上的售价降低，影响国产钎杆在市场的销售。国内现年产液压凿岩钻车用球齿钎头约40万只。目前国内生产球齿钎头企业有近20家，其中生产量较大，且作为主要产品的有45家。总的来说，国产球齿钎头与进口产品相比，在价格方面有较大的优势，但也存在质量不稳定，服役寿命相对较短，磨损后钎头可修复性能差等不足之处。 2.4 潜孔凿岩钻具 潜孔凿岩钻具是由压缩空气驱动的中大孔径炮孔凿岩机械。在工业发达国家，潜孔凿岩钻具只是用作专用施工场地的凿岩机械。由于潜孔凿岩钻具具有结构简单、使用方便、便于维护、价格较低等特点，因此潜孔凿岩钻具在国内露天中大 孔径凿岩工程中成为一种替代液压凿岩钻车的凿岩机械。但是潜孔凿岩钻具也存在凿岩效率不高，能量利用率低，辅助操作时间长等不足之处。目前国内使用的潜孔钻具产品，按所使用的压缩空气和钻车（钻架）类型，分为低风压潜孔凿 岩钻具（使用气压0.50.8 MPa）和中高风压潜孔凿岩钻具（使用气压0.72.5 MPa）两种类型。低风压潜孔钻具由冲击器和潜孔钻头、潜孔钻杆以及钻车、钻架等部件组成，结构相对简单，工艺技术参数要求不高，市场售价也比较合理，是目前国内露天凿岩场地使用量较多的一种凿岩机械。 目前，国内钎具行业年产低风压潜孔钻头近36万只，钻头的直径范围为D65176 mm，其中以直径D90135 mm钻头为主。年产低风压潜孔冲击器约3.5万条。其中80，90，100型3种规格数量较多。近年来国内基础设施建设工程规模扩展较快，低风压潜孔钻机的使用量呈上升趋势。另一方面，随着能源紧张，燃油价格上涨，低风压潜孔钻机能量利用率低，单机能耗高的弱点明显显示出来，一些大型机械化施工企业已经把目光重新转向履带式露天液压凿岩钻车和高风压 潜孔钻机。我国钎具生产企业现年产高风压潜孔钻头67万只（钻头直径D105165 mm），高风压冲击器5 0005 500条，并生产一定数量的高风压潜孔钻杆。高风压潜孔钻具是一种技术含量相对较高的钎具产品，也是一种介于液压凿岩钻车和牙轮凿岩钻机之间、钻凿115225 mm孔径炮孔较理想的凿岩机械。目前高风压潜孔钻具的市场需求量有所上升，产品也有一定的利润空间。 2.5其他类型凿岩钎具 2.5.1高炉出铁口开孔钎具 我国冶金工业有300 m3以上的高炉400多座，应该说高炉出铁口开孔钎具的消耗量很大。但是