地浸砂岩型铀矿致密泥岩齿形复合片钻头的研究与应用.pdf

第 4 7卷第 2期 2 0 1 1 年 3 月 地 质 与 勘 探 GE0L0GY AND EXPL0RAT1 0N Vo 1 47 No 2 Ma r ch， 2 01 1 地浸砂岩型铀 矿致密泥岩 齿形复合片钻头的研究与应用 要二仓 ， 邢预恩 ， 张田 二2J - ， 杨爱军 ( 1 核X - 业二 0八 大队， 内蒙古包 头0 1 4 0 1 0 ， 2 内蒙古科技 大学，内蒙古包 头0 1 4 0 1 0 ) 摘要 针对地浸砂 岩型铀矿钻探 中致 密泥岩钻进 效率低 的问题 ， 在 内蒙古 巴音 戈壁盆地研 究试 验 了齿形复合片钻头与 圆片状复合片钻头， 提 高了钻 进效率 。对研 磨性较 弱， 中等硬 度致 密泥岩 ， 采用 1 0 4 fil m双环式齿形复合片钻头( 六组) 的钻进效率达到 2 6 0 m h ， 比普通复合片钻头提高7 3 ； 采用 1 1 0 fi lm双环式平底齿形复合片钻头( 四组) 的钻进效率达到 2 5 8 m h ， 比普通复合片钻头提高2 7 。 对研磨性较 强 ， 硬 致密 泥岩 ， 采 用 q b l 1 0 mm双环 式阶梯齿 形复合 片钻 头 ( 八 组 ) 的钻进效 率达到 3 3 1 r n h ， 比普通复合 片钻头提 高2 5 ； 中1 1 0 fi l m双环式平底齿形复合 片钻 头( 八组 ) 的钻进 效率达 到 4 3 8 m h ， 比普通复合 片钻 头提 高2 0 。 关键词 致密泥岩钻进效率齿形复合片钻头 中图分类号 P 6 3 4 4 文献标识码 A 文章编号 0 4 9 5 5 3 3 1 ( 2 0 1 1 ) 0 2 0 3 1 6 0 7 Y a o E r - ca n g ，X i n g Y u e l l ，Z h a n g F u - l a n ，Y a n g A i- j u n R e s e a r ch a n d a p p l ica t i o n o f s e r r a t e co mp o s i t e b i t s t o d r i l l i n g a t d e n s e mu d s t o n e in u r a n iu m d e p o s i t s o f d i s s e min a t e d s a n d s t o n e t y p e J Ge o l o g y a n d E x p l o r a t io n ， 2 0 1 1 ， 4 7 ( 2 ) ： 3 1 6 - 3 2 2 致密泥岩地层钻进效率低一直是地质 、 煤炭 、 石 油系统的钻进难题 ， 至今未能从根本上解决。在地 浸砂岩型铀矿找矿 中， 巴音戈壁盆地塔木素地 区钻 探施工孑 L 深大多数在 4 0 0 m以上 ， 钻孔揭露的硬致 密泥岩地层平均 占每个钻孔 2 5 左右， 厚度约 1 0 0 m， 该地层钻进时的特点 ： 钻速低 。弹塑性大的致 密泥岩抵抗切削工具压人能力强 ， 刻取岩石时易发 生切削工具在岩石表面打滑 ， 造成碎岩困难 ， 岩石硬 度可达到 68级。钻孔缩径。岩石 中粘 土矿物 成分含量高 ， 水敏性强 ， 易发生糊钻和缩径现象 ， 这 些 因素造成钻进时进尺慢 、 效率低 ， 采用普通圆片状 复合片钻头钻进 ， 开始具有一定钻速 ， 很快切削具被 磨钝 ， 失去切削能力 ， 不进尺 ， 同时由于易缩径 、 护壁 难 ， 造成提下钻困难 ， 严重时会引发孑 L 内事故。2 0 0 9 年笔者根据致密泥岩的特点 ， 开展尖齿型 P D C复合 片钻头与园片状 P D C复合片钻头对 比的技术研究 ， 提高了工作区致密泥岩的钻进效率。 1 研 究技术 方法 1 1 硬致密泥岩地层的钻进特点 硬致密泥岩中含有较多石英 、 钙质成分 ， 其粒度 很细， 结构紧密 ， 表现为一般切削具很难切入 ， 即使 切入， 其切入深度也很 小， 切入后 由于细颗粒的研 磨 ， 很快将切削刃 口磨钝 ， 表现为打滑不进尺。再加 之致密泥岩具有高弹性 ， 切削具压人泥岩后产生的 变形被泥岩的弹性变形所抵消 ， 切削具 向前移动时， 所产生的变形很快恢复正常， 现场把这种泥岩地层 形象地称为“ 橡皮层” 。 把致密泥岩大致划分为两种类型进行研究 ： 中 硬 、 研磨性较强、 较完整的致密泥岩和较硬 、 研磨性 强 、 完整的致密泥岩 。 经过研究发现 ， 钻进这种类型的岩石 ， 切削齿切 人地层的难易程度及深度会影响钻进速度 ， 因此 ， 可 通过选择合理的钻头结构及切削齿的形状来增加孔 底 自由面和减小围岩侧压 的影响。 收稿 日期 2 0 1 0 0 5 2 0 修订 日期 2 0 1 0 1 1 2 0； 责任编辑 郝情情。 基金项 目 中国核工业地质局“ 地浸砂岩型铀矿硬致 密泥岩地层钻头的研究 与应用 ” 生产中科研项 目( 编号 D K 2 0 0 9 ) 。 第一作者 要二仓 ( 1 9 6 4年一 ) ， 男 ， 1 9 8 8年毕业 于成都地质学院钻探 工程专业 ， 获学士学位 ， 高级 工程师 ， 现主要从事地浸砂 岩铀矿钻探 技术工作 。E m a i l ： y a o e r e a n g 1 6 3 C O ff l 。 31 6 第 2期 要二仓等 ： 地浸砂岩型铀矿致 密泥岩齿形复合片钻头 的研究 与应用 设计的新 型齿形复合片， 钻进时切削齿单位压 力增大 ， 切人岩石 较深 ， 并在孔底 形成 多个齿形环 ， 即形成多个 自由面， 使岩石产生拉应力破碎。同时 新型齿形复合片的高耐磨性 ， 使切削具保持锋利 ， 表 现为钻头钻进该地层时具有高效率和长寿命 。 1 2 复合片钻进原理 聚晶金刚石复合片( 简称 P D C ) 是在高温、 高压 下 由人造金 刚石与硬质合金 一次性合成 的超硬材 料 ， 它不但具有金 刚石 所具备 的硬度高 ， 耐磨等优 点 ， 同时还具备了硬质合金所具备 的抗 冲击性强 、 出 刃大等特点， 是适用 于 中硬岩层 的 中转速 切削具 。 复合片直径一般为 81 3 H im， 它 由两层组成 ， 前面 一 层为聚晶金刚石层 ， 厚为 0 51 m m， 具有高的硬 度和耐磨性 ， 可取岩石用 ；后 面一层 为碳化 钨硬质 合金层 ， 具有较高 的强 度和抗 冲击性能 ， 起支撑作 用。因此 P D C钻头可钻进地浸砂岩铀矿致密 泥岩 地层 ， 具有效率高、 寿命长 的特点。 按照等切削 、 等磨损原则 ， 在钻头底面排布复合 片 ， 排布方式有单环排列和多环排列 。钻进 较硬地 层 ， P D C承受 的载荷很大 ， 复合片的出刃为半 出刃 ， 以增强钻头切 削具 支撑 的强度 ， 焊接牢靠 ， 不易掉 片。钻进较软地层 ，P D C承受 的载荷小 ， 复合 片的 出刃为全出刃 ， 利于排粉 ， 进尺快。 螺距4 特殊梯形螺纹 署。 c i 复合 片的碎岩方式主要是靠剪切切削作用来破 碎岩石 ，随着地 层硬度的 由低到高 ， 复合片 的切削 角度逐渐由小到大 ， 切削刃以负前角 的位置切削岩 石 ， 不仅能提高复合 片的工作 刚度 ， 延 长其使用寿 命 ， 提高切削速度 ， 而且还可以减少或避免岩屑挤压 在钻头体与岩石之 间。负前 角 的大小依 据地层而 定 ， 对于可钻性好 、 钻头寿命 和时效都好 的地层 ， 负 前角为 0 。 一 5 。 ， 对于大部分 的沉积岩 ， 一般负前角 为一 1 0 。 一 2 0 。 时钻头性 能最好 ， 在 实际应 用 中， 负 前角一般 采用为 一 1 5 。 。所 以复合 片在钻 头体上 的 镶焊角度应采用负斜镶 ， 即切削角大于 9 0 。 ， 切削角 可根据切削岩石的硬度来选择其大小 ， 岩石较硬 ， 切 削角大些 ， 反之要小些。径向角是切削具( 复合片) 表面和钻头径向平面之问的夹角， 复合片钻头采用 5 。1 5 。 径 向角进行镶焊 ， 钻进时岩粉容易排 出， 进 尺较快。 复合片钻头必须有合理的水 口和水槽 ， 以更好 地冲洗钻屑和冷却复合片。一般每组切削具应当配 制一个水 口， 水 口的总面积应大于钻头与岩心之 间 和钻头与孔壁之间的环状间隙面积 ， 在钻头体 内外 壁加工水槽 ， 目的是补充增加钻头 内外环隙过水 面 积的不足； 水槽必须与水 口连接。 齿形复合片 o- 。 、 图 1 q 1 0 4 mm 双环 齿形复合片钻头 Fig1 Diag r a m s s h owin g t he q ) 10 4mm bicy cl o s t y l e s e r r a t e commos it e bit s 尖齿状复合 片切 削具 比圆片状 复合 片出刃锋 利 ， 与孔底接触面积小 ， 所需要 的钻压小 ， 易于切人 岩石 ， 进尺快 ， 但抗弯能力差 ， 只适应 中硬致密泥岩 地层 ， 不适应坚硬砂岩地层 。在钻头保径方面， 较软 的致密泥岩 ， 采用条状合金 ， 较硬 的致密泥岩， 采用 金刚石聚晶体 。 31 7 地质与勘探 根据岩石的硬度 、 研磨性和完整程度 ， 合理布置 P D C钻头的镶焊密度。钻进硬度小 、 研磨性较强的 岩石可以镶焊六组复合片 ， 硬度大 、 研磨性强岩石的 可以镶焊八组复合片。 1 3 齿形复合片钻头的设计 在致密泥岩地层 ， 根据致密泥岩具有弹塑性大 、 硬度高、 研磨性强 、 糊钻的特点 ， 研究试验尖齿状复 合片钻头。设计有 以下四种钻头。 钻进 中硬 、 研磨性较强 、 较完整的致密泥岩地 层 ， 选用尖齿状复合 片切削具 ， 易于切 入和切削岩 3l 8 蓍 螺距4 特殊梯形螺纹 石 ， 但抗弯能力差 。考虑到生产中软地层进尺快 ， 经 常糊钻 、 排除岩粉较为困难 ， 选用尖齿状复合片组数 较少 ， 钻头保径 采用条状合金。设计 钻头为 1 0 4 ra n 1 双环式齿形复合片钻头 ( 六组 ) 和 1 1 0 m m双 环式平底齿 形复合片钻 头 ( 四组 ) ， 其特点 是水 口 大 、 出刃大 ， 有利 于排 除岩粉 ， 进尺快 ， 避免岩心堵 塞 ， 泥包钻头和烧钻。 1 0 4 IT l l2 q 双环齿形复合片钻头出刃锋利， 底唇面 镶焊六组十二片齿形复合片， 呈双环状排列 ， 镶焊角取 1 5 。 ， 径向角取 1 5 。 ， 钻头保径采用合金。如图 1 。 图 2 l l 0 mm 双环平底齿形复合片钻头 ( 四组 ) F ig 2l l O mm b i cy cl o - s t y l e fi a t - b o t t o me d s e r r a t e co mp o s i t e b it s ( f o u r s e t s ) 齿形复合片 图 3 Ol l 0 mm 双环阶梯齿 形复合片钻头 ( 八组 ) F i g 3 l l 0 mm b icy cl o - s t e p s t y l e s e r r a t e co mp o s it e b it s ( e ig h t s e ts) 第 2期 要二仓等 ： 地 浸砂岩型铀矿致密 泥岩齿形 复合片钻头 的研究 与应 用 1 1 0 mm双环齿形复合片钻头 ( 四组 ) ， 底唇面 镶焊八 片 齿形 复 合 片 ， 呈 双环 状 排列 ， 镶 焊角 取 1 5 。 。在钻头钢体外侧 ， 四周均焊 四块条 状合金 ， 达 到钻头保径。出刃高度设计为半 出露型 ， 在钻头底 部开有四个方形水 口。如图 2 。 钻进技术参数 ： 转速 ： 1 5 0 3 0 0 r p m， 钻压 ： 6 0 0 1 0 0 0 k g ( 钻铤孔底加压 ) ， 泵量 ： 1 5 0 1 rain 钻进硬 、 研磨 性强 、 完 整 的致密 泥岩地层 。 根据泥岩 中细小钙颗粒含量多 、 硬度高 、 研磨性强 的 特点 ， 从复合片性能和钻头结构参数方面设计泥岩 复合片钻头 ， 复合 片应具有 高耐磨性 、 高抗 冲击韧 性 、 高热稳定性 ； 选用尖齿状复合片组数较多 ， 设计 的复合片钻头为 1 1 0 m m双环式 阶梯齿形复合片 寸 。o e 91 5 钻头 ( 八组) 和 中1 1 0 m m双环式平底齿形复合片钻 头( 八组) 。双环齿形复合片钻头钻进 时， 在孔底形 成两个齿形环 自由面 ， 使岩石产生拉应力破碎 ， 主要 特点是耐磨 、 寿命长 、 钻进平稳 。底水 口、 外水槽 、 内 水槽水路空间要大 ， 排粉通畅 ， 有效防止钻孔缩径和 岩心膨胀 。 1 1 0 m m双环阶梯齿形复合片钻头 ， 底唇面镶 焊八组 十六片齿形复合片 ， 呈双环状排列 ， 复合片的 出刃为全 出刃 ， 镶焊角取 1 5 。 。钻头保径采 用条状 合金。水 口宽大 ， 加速孔底岩粉上升速度 ， 保证孔底 清洁 ， 减少孑 L 内阻力 ， 在刻取岩石时孔底呈阶梯状 ， 有利于破碎岩石和导 向， 从而提高钻进速度 。如图 3 齿形复 合片 图 4 l l 0 mm 双环平底齿 形复合片钻头 ( 八组 ) F ig 4l l 0 mm b i cy cl o - s t y l e fl a t - b o t t o me d s e r r a t e co mp o s i t e b i t s ( e i g h t s e t s ) 1 1 0 m m双环平底齿形复合片钻头 ， 底唇面镶 焊八组十六片齿形复合片 ， 呈双环状排列 ， 复合片的 出刃为半出刃 ， 镶焊角取 1 5 。 ， 回转平稳。钻头保径 采用聚晶金刚石 ， 适合硬泥岩。如图 4 。 钻 进 技 术 参 数 ： 转 速： 2 0 03 5 0 r p m， 钻 压 ： 8 0 01 5 0 0 k g ( 钻 铤 孔 底 加 压 ) ， 泵 量 ： 8 01 5 0 1 mii l 2 现场应用 ： 试验环境见表 1 。 配 d P 6 8钻 铤 4根 ， 钻 铤 重 4 x 6 3 rex 2 3 k g m= 6 5 5 k g ， 孔深较 深时进行减 压钻进 ， 减压钻进 倒杆 时 ， 必须先用 升降机将孔 内钻具 拉紧 ( 不得提离孔 底) ， 倒杆后用油缸 减压并在小于正 常钻压 的情况 下平稳开车。 表 1 试验环境 Ta bl e 1 De s cr ipt ion o f t he t e s t e n vir on m e n t 试验矿 区 内蒙古 巴音戈壁盆地塔木素地 区 试验时间 2 0 0 9年 HX Y一 8 0 0 T型 NB B一 2 5 0 6型泥浆泵 试验设备 2 0 8 N J B 一 0 6 A型泥浆搅拌 机 C S 一 1 5 0型除砂机。 试验钻机 核工业 2 0 8大 队 3 6 8号机 台、 3 8 8号机台 、 3 9 8号机 台。 在塔木素地 区试验五组钻孔 ， 同组孑 L 的地质构造 、 试验情况 钻孔结构及技术条件基本一致 ， 具有 可比性。 在试验前要保持孔 内干净 ， 以防止钻头下人孑 L 内时损坏复合片。钻头要排队使用 ， 外径先大后小 ； 内径先小后大 。钻头下到孔底后应先轻压 、 慢转 、 大 泵量钻进 0 i0 0 2 0 m后 ， 方可转为正常钻进。 31 9 地质与勘探 2 0 1 1 正 钻进技术参数如下 ： 转速使用 4档( 1 3 4 r m) ， 5 档 ( 1 8 8 r m) ， 6档( 2 2 7 r m) ， 钻压 6 0 01 2 0 0 K g f ， 泵 量 1 5 0 l ra in 。 B Z K 3 2 3 2孔( 3 6 8号机) ， 终孑 L 孔深 2 8 5 9 3 I l l ， 试验钻头为 q ) 1 0 4 i T l n l 双环式齿形复合片钻头 ， 地层 为浅灰色硬致密泥岩 ， 较完整， 中硬岩层 。试验时问 7月 2 5日 7月 2 6 日， 试 验 深 度 2 0 1 5 lr 1 2 5 7 0 8 I ll ， 进尺 5 5 5 8 m， 纯钻时间 2 1 ： 2 0 h ， 平均小时效率 2 6 m h 。H Z K 5 3孔( 3 9 8号机) ， 终孔孔深 4 5 4 1 1 1 ， 试验钻头为 ( I ) 1 0 4 mm双环式齿形复合片钻头 ， 地层 为红褐色浅绿色泥岩 ， 较完整 ， 中硬岩层 。试验时间 7月 2 0日 7月 2 4日， 试验深度 2 1 5 3 2 m 2 9 0 0 8 m， 进尺 8 5 4 m， 纯钻时间 3 2 ： 5 0 h ， 平均小 时效率 2 6 1 m h 。同类地层用 1 0 4 mr n普通复合片钻头， 钻进小时效率 1 5 m h 。试 验钻头提高钻进效 率 7 3 。无钻头、 钻具泥包现象 ， 钻机 回转平稳 ， 阻力 变小 。 E Z K 2孔( 3 8 8号钻机) ， 试验用 1 1 0 I 1 IT I 双环 式平底齿形复合片钻头 ( 四组) ， 地层为灰色致密泥 岩 ， 较完整 ， 中硬岩层。试验深度 2 5 7 4 m 2 7 3 2 3 m， 试验时间7月 4日一 7月 1 0日， 进尺 2 4 7 4 9 m， 纯钻时间 9 6 h ， 平均小时效率 2 5 8 n u h 。同类地层 用 q b l 1 0 m m双环式圆片状复合片钻头 ， 平均小时效 率 2 0 3 m h 。试验钻头提高钻进效率 2 7 。无钻 头、 钻具泥包现象 ， 但立轴跳动 。 E Z K 1孔 ( 3 8 8号钻 机 ) ， 试 验 用 1 1 0 1 1 1 1 1_ 双 环 式阶梯齿形复合片钻头 ( 八组) ， 地层为灰 白色致密 泥岩 ， 完整 ， 硬岩层。试验深度 1 9 8 1 5 I T I 4 6 2 3 4 m， 试验时 间 6月 2 3 136月 3 0 日， 进尺 2 6 3 1 9 m， 纯钻时间 7 9 ： 3 0 h ， 平均小 时效率 3 3 1 m h 。同 类地层用 1 1 0 mi l l 双环式圆片状复合片钻头 ， 平均 小时效率 2 6 5 m h 。试验钻头提高钻进效率 2 5 。 起下钻顺利 ， 无钻头 、 钻具泥包现象 ， 钻机 回转平稳 ， 阻力变 小 。 H Z K 2 5 6 2 3孔( 3 9 8号钻机 ) ， 试验用 c I ) l 1 0 i Y l m 双环式平底齿形复合片钻头 ( 八组 ) ， 地层为黑灰色 致密泥岩 ， 完整 ， 硬岩层。试验时间 6月 2 1日 6 月 3 0日， 试验深度 1 0 7 7 1 m 4 1 2 9 m， 进尺 3 0 5 2 5 1T I ， 纯钻时间 6 9 ： 4 0 h ， 平均小 时效率 4 3 8 m h 。 同类地层用 中1 1 0 m m双环式圆片状复合片钻头， 平 均小时效 率 3 6 5 m h 。试 验 钻头 提 高钻 进效 率 2 0 。起下钻顺利 ， 无钻头 、 钻具泥包现象 ， 柴油发 电机耗油减少 ， 电流变小 ， 钻机 回转平稳 ， 阻力变小。 3 2 0 3 使用 齿型 P D C钻 头的注意事项 在使用前要保持孔 内干净 ， 以防止钻头下人 孔内时损坏复合片。 钻头要排 队使用 ， 外径先大后小 ； 内径先小后 大 。 镶焊复合片时应根据地层的岩性来调整其镶 焊角度 ， 硬度较小时镶焊角可 采用 0 。 一 1 0 。 ， 硬度 较大时镶焊角可采用一 1 5 。 左右。 钻头下到孔底后应先轻压 、 慢转 、 大泵量钻进 0 1 0 0 2 0 m 后 ， 方可转为正常钻进 。 钻进过程 中若进尺加快应及时加大泵量 ， 若 进尺变慢亦应及时调小泵量 ， 这样可随时掌握 和控 制 P D C钻头在钻进中的最大时效。 根据岩石的硬度 、 研磨性和完整程度 ， 合理布 置 P D C钻头的镶焊密度 。钻进硬度小 、 研磨性较强 的岩石可以镶焊六组复合片 ， 硬度大、 研磨性强的岩 石可以镶焊八组复合片。 4 技术经济评价 齿型复合片钻头与圆片状复合片钻头的最终试 验结果对 比详见表 2 。 普通圆片状复合片钻头的数据均来 自同类地层 同等条件 的有关统计。 从表 2可以看出， 用 ( I ) 1 0 4 m m双环式齿形复合 片钻头( 六组 ) 钻进光滑的浅灰色硬致密泥岩， 钻进 效率达到 2 6 0 m h ， 比普通复合片钻头提高 7 3 ； 用 中1 1 0 l 1 m双环式平底齿形复合片钻头 ( 四组) 钻 进灰色致密泥岩， 钻进效率达到 2 5 8 m h ， 比普通 复合片钻头提高 2 7 ； 用 1 1 0 mm双环式 阶梯齿 形复合片钻头( 八组 ) 钻进灰 白色致密泥岩 ， 钻进效 率达到 3 3 1 m h ， 比普通 复合片钻头提高 2 5 ； 用 1 1 0 ra m双环式平底齿形复合片钻头 ( 八组 ) 钻进 灰色致密泥岩 ， 钻进效率达到 4 3 8 m h ， 比普通复合 片钻头提高 2 0 。 5 结论 通过课题的研究实施 ， 齿形复合片钻头比普通 圆片状复合片钻头在不同的弹塑性致密泥岩地层的 钻进效率提高 2 0 一 7 3 。 针对地浸砂岩型铀矿硬致密泥岩地层 ， 先后设 计与试验 了四种 P D C钻头 ： q b l 0 4 m I l q 双环式齿形复 合片钻头 ( 六组 ) ， q b l 1 0 l l l l l_ 双环式平底齿形复合片 钻头 ( 四组 ) ， q b l 1 0 1T i m双环式阶梯齿形复合 第 2期 要二仓等 ： 地浸砂岩型铀矿致 密泥岩齿形复合片钻头 的研究 与应用 片钻头( 八组 ) 和 l 1 0 mlT l 双环式平底齿形 复合片 钻头 ( 八组 ) 。对四种类型钻头进行了对 比， 结果表 明 ： 齿型复合片钻头比普通复合片钻头钻进效率高 ， 钻头寿命长 ， 每米进尺钻头成本低 。 ( 1 ) 钻进 中硬、 研磨性较强、 较完整的致密泥岩 地层 ， 选用 O1 0 4 I n n双 环式 齿形 复合 片 钻头 ( 六 组 ) 和 1 1 0 m m双 环式平 底 齿形 复合 片钻头 ( 四 组) 。钻进效率达到 2 5 8 2 6 In h ， 比普通复合片 钻头提高 2 7 7 3 。 ( 2 ) 钻进 较硬 、 研磨 性强 、 完 整 的致密 泥岩地 层。选用 1 1 0 I B m 双 环 式 阶梯齿 形 复合 片钻 头 ( 八组 ) 和 q 5 1 1 0 mi l l 双 环式平 底 齿形 复合 片钻头 ( 八组 ) 。钻进效率达到 3 3 1 4 3 8 m h ， 比普通复 合片钻头提高 2 0 2 5 。 硬度 、 研磨性不 同类型的致密泥岩地层 ， 采用齿 形复合片钻头 ， 可以实现快速钻进和大幅度降低成 本 ， 是钻进该类型难钻进地 层的最佳途径 。该矿区 三种不同类型的泥岩 中， 分别设计采用三种典 型的 钻头， 实现分层钻进 ， 取得 的效果是显著 的， 设计理 念是科学 的， 可以推广使用 。 R e f e r e n ce s De n g Ch u a n g u a n g ， Z h u Min gy u， Hu a n g-Ya n， YeL a n g 2 0 0 6 Ca u s e a n y l y s i s o f P D C b i t b a l l in g a n d i t p r e v e n t i v e J D ril l i n gP r o d u c t i o n T e ch n o l o g y ， 2 9( 6 )： 1 2 7 1 2 8 (in C h i n e s e w i t h E n g l i s h a b s t r a ct ) EJ T1 1 4 0 2 0 0 2 2 0 0 3 Dr il l in g s p e ci fi ca t io n s o n in-s it u l e a ch in g s a n d - s t o n e u r a n iu m d e p o s it s B e i j i n g ： C o mm i s s i o n o f S ci e n ce ， T e ch n o l o g y a n d I n d u s t f o r N a t i o n a l D e f e n s e ： 2 0 4 5 (i n C h i n e s e ) Ga o S h a o z h i， Z ha n g J ia nh u a， Li Tia nruin g I J i Dafo 2 0 0 6 Re s e a r ch o n P D C b i t for d r i l l i n g i n g r a v e l i n t e r l a y e r J O i l D r i l i n g P r o d u ct i o n T e ch n o l o gy， 2 8( 4 )： 2 0 2 1(i n C h i n e s e w i t h E n g l is h a b s t r a ct ) H a n g a n g d e 2 0 0 0 C h i n a co a l i n d u s t r y d ril l i n g e n g i n e e r i n g M B e i - j i n g ： C o a l i n d u s t ry p r e s s ： 1 5 0 2 0 1(i n C h i n e s e ) Hu Ch e n g g a n g 2 0 0 3 Dr il l in g t e ch n o l o g y a n d s t a n d a r d p r a c t ice s b o o k M H e f e i： An h u i C u l t u r a l Au d i o v is u a l P u b l i s h i n g H o u s e ： 2 2 0 2 5 1 (i n C h i n e s e ) L i T i a n mi n g ， L i D a fo， C h e n Ho n g in n ， L e i Y a n ， L i u H o n g q i 2 0 0 6 De v e l o p me n t a nd a p p l ic a t io n o f a n e w t y p e o f PDC Bit d r il l in g in co b b l e i n t e r b e d J E x p l o r a t i o n E n g i n e e r in g ( R o ck S o i l D r i l l i n g a n d T u n n e l i n g )， 3 3 ( 8 ) ： 5 7 6 0 (i n C h i n e s e w i t h E n g l is h a b s t r a ct ) L i Yu，Ca i J iap in，J ia Me il in g，Z h a n g J ia ny u a n，Z h a o Er x in 2 0 0 6Re s e a r c h a n d a p p l ica t io n o n n e w P DC b it d r il l in g in h a r d a n d co n l p a ct n md s t o n e J E x p l o r a t i o n E n g i n e e rin g ( R o ck S o i l D ril l i n g a n d T u n n e l i n g ) ， 3 3( 9) ： 6 0 6 1 (i n C h i n e s e w i t h E n g l i s h a b s t r a ct ) L iu S h u f e n g 1 9 9 7 Th e r e s e a r ch o f cl a w ty p e p o l y cr y s t a l l in e Dia mo n d C o m p o s i t e B i t J E x p l o r a t i o n E n g i n e e r i n g ( R o ck S o i l D r il l i n g a n d T u n n e l i n g ) ，( 6 ) ： 3 7 (i n C h i n e s e w i t h E n g l is h a b s tr a ct ) L iu Xia o y a n g Du a n I Jl J nch e n g 2 0 0 7 Mu d s t o n e d r il l in g mo u s e t o o t h p o l y c r y s t a l l in e d ia mo n d co mp a c t co r e B it P a t e n t n u mb e r ： 2 0 0 7 2 0 0 8 4 7 1 7 (i n C h i n e s e w i t h E n g l i s h a b s t r a ct ) Ma J ie ， L o n g W e i， Ya n g Ho n gwu， Xu Hu a s o n g 2 0 0 9 Re s e a r ch a n d a p p l ica t io n o f d ia mo n d -imp r e g n a t e d PDC b it o r d ri l l in g in me d iu m h a r d r o ck f o r m a t i o n J E x p l o r a t i o n E n g i n e e rin g ( R o ck S o i l D r il l i n g a n d T u n n e l i n g )， 3 6( 1 0 ) ： 7 3 - 7 7 (in C h i n e s e w i t h E n g l i s h a b s t r a ct ) Ma J ie， L o n g We i， Ya n g Ho n gwn， Xu Hu as o n g 2 0 0 9Re s e a r ch a n d a p p l ic a t io n o f d ia mo n dimp r e g n a t e d p d c b it o r d r il l in g in me d iu m h a r d r o ck fo r m a t i o n J E x p l o r a t io n E n g i n e e r i n g ( R o ckS o il D r i l 1 in g a n d T u n n e l in g ) ， 3 6( 1 0) ： 7 3 7 7(i n C h i n e s e w i t h E n g l i s h a b s t r a ct ) Q i Ye h u a 2 0 0 8 T h e r e s e a r ch o f t h e u l t r a h a r d D i a mo n d C o mp o s i t e B i t i n i n t h e l i m e s t o n e s t r a t u m J E q u i p m e n t f o r G e o t e ch n i ca l E n g i n e e r in g ， 9 ( 2 )： 1 4 - 1 6 (i n C h i n e s e ) R e n Ya o w e n， Q u a n G u o - x i a o 1 9 9 0 S t e e l s t y l e a r t i fi cia l D i a m o n d C o m p o s i t e B i t J G e o l o g y a n d E x p l o r a t i o n， 3 6 ( 6) ： 5 4 5 6 (i n C h i - n e s e ) T a n g Gu o x i a n 1 9 8 9 T h e a p p l ic a t io n o f Dia mo n d Co mp o s it e B it in co a l fie l d d r i l l i n g J E x p l o r a t io n E n g i n e e rin g ( R o ck S o i l D r i l l i n g a n d T u n n e l i n g )， 3 6 ( 3 ) ： 4 6 ( i n C h i n e s e ) Wa n g A i j i a n g ， L i Z u k u i， Z h a o X i u j u 2 0 0 8 E x p e r i me n t a l s t u d y o f d ril l i n g ch a r a ct e r s o f P D C i n h a r d s a n d s t o n e J J o u r n a l o f S h a n d o n g U n i v e r s i t y o f S cie n ce a n d T e ch n o l o gy( N a t u r a l S cie n ce )，2 7 3 21 地 质与勘探 2 0 1 1拄 ( 3 ) ： 1 4 -1 9 (i n C h i n e s e w i t h E n g l i s h a b s tr a ct ) Y a o E r ca n g ， Xi n g Y u e n ，Y a n g A i j u n 2 0 0 8 S t u d y a n d a p p l i ca t i o n o f d ia mo n d co mp o s it e b it in s o f t a n d h a r d in t e r b e d d e d r o c k o f l e a ch a b l e s a n d s t o n e t y p e u r a n i u m d e p o s i t J E x p l o r a t i o n E n g in e e rin g ( R o ckS o i l D ril l i n g a n d T u n n e l i n g )，3 5( 1 ) ： 6 8 7 0(i n C h i n e s e w i t h E n g l i s h a b s t r a ct ) Y a o E r t a n g ， Ya n g A i- j n n， Z b a n g F u l a n 2 0 0 9 R e s e a r ch a n d a p p l i ca t io n o f b it s f o r d r il l in g in e l a s t ic p l a s t ic d e n s e mu d s t o n e o f in s it u l e a ch i n g s a n d s t o n e U r a n i u m D e p o s i t S ci e n t i fic r e s e a r ch r e p o rt R B a o t o u No 2 0 8 Ge o l g ic a 1 1 B r ig a d e o f n u cl e r b u r e a o f g e o l o g y B a o t o u ： 1 5 2 0 (in C h in e s e ) Y a o E r e a n g ，Y a n g A i j u n ，Z h a n g F u l a n 2 0 0 7 Me d iu m l e n g t h h o l e d r il l in g t e c h n o l o g y r e s e a r ch o f I n s i t u l e a c h in g s a n d s t o n e Ur a n i u m D e p o s i t S ci e n t i fic r e s e a r ch r e p o r t R B a o t o u N o 2 0 8 G e o l g i ca l B r ig a d e o f n u cl e r b u r e a o f g e o l o g y ，B a o t o u ： 2 0 2 5 (in C h i- n e s e ) Z h a n g Yu a nf e n g 2 0 0 8 Ap p l ica t io n o f P DC Bit in h a r d r o ck d ri l l in g J C o a l g e o l o g y o f ch in a ， 2 0 ( 9) ： 7 2 - 7 3(in C h i n e s e w i t h E n g 1 is h a b s t r a ct ) Zh a o Yu a n g a n g ， De n g W e i ，S h i S h a o -y u n2 0 08 De s ig n a n d a p p l ie a - t io n o f n e w P DC b it in co a l n l e a s u r e s s o ft a n d h a r d in t e r b e d e d f o r ma t i o n J E x p l o r a t io n E n g in e e r i n g ( R o ckS o i l D ril l i n g a n d T u n - n e l i n g )， 3 5 ( 7 ) ： 9 7 9 8(in C h i n e s e w i t h E n g l i s h a b s t r a ct ) 附中文参考文献 E J T 1 1 4 0 2 0 0 2 2 0 0 3 地浸砂岩型铀矿钻探规 范 S 北京 ： 国防科 学技术工业委员会 ： 2 O 一 4 5 邓传光 ， 朱明玉 ， 黄焰 聂浪 2 0 0 6 P D C钻 头泥包原 因分忻及对 策 J 钻采工艺 ， 2 9 ( 6) ： 1 2 7 1 2 8 高绍智 ， 张建华 ， 李天明， 李大佛 2 0 0 6 适用 于石 乐 石夹层钻 进的 P D C 钻头 J 石油钻采工艺 ， 2 8 ( 4 ) ： 2 0 2 1 韩广德 2 0 0 0 中国煤炭工业钻探工程学 M 北京： 煤炭工业出版 社 ： 1 5 0 2 0 1 胡辰光 2 0 0 3 钻探工程技术及标 准规范实 务全书 M 合 肥 ： 安徽 文化音像出版让 ： 2 2 0 2 5 1 李雨 ， 蔡家品 ， 贾美玲 ， 张建元 ， 赵尔信 2 0 0 6 硬致 密泥岩钻 进 的 新型复合片钻 头的研 究制与 应用 J 探矿 工程 ( 岩土钻 掘 工 程 ) ， 3 3 ( 9 )： 6 O 一 6 1 李天明 ， 李大佛 ， 陈洪俊 ， 雷艳 ， 刘红旗 2 0 0 6 用于砾石夹层钻进 的 新 型 P D C钻头 的研制与使用 J 探矿 工程 ( 岩土钻掘 工程 ) ， 3 3 ( 8 ) ： 5 7 6 0 刘书锋 1 9 9 7 爪型聚 晶金刚石复合片的研制 J 探矿工程 ( 岩土钻 掘工程 ) ， ( 6 ) ： 3 7 刘晓阳 ， 段隆 臣 2 0 0 7 泥 岩层 钻进 鼠齿式 金刚 石复 合片 取心 钻 头 P 中国地质大学 ( 武汉) 专利号 2 0 0 7 2 0 0 8 4 7 1 7 马杰 ， 隆喊 ， 杨洪武 ， 许 华松 2 0 0 9 中硬岩层钻进 孕镶金 刚石 复 合片钻头 的研 究 与应 用 J 探 矿工 程 ( 岩土 钻 掘工 程 ) ， 3 6 ( 1 0) ： 7 3 7 7 马杰 ， 隆喊 ， 杨洪武 ， 许华松 2 0 0 9 中硬岩层钻进 孕镶金刚石 复 合