岩石物理力学性质与孕镶金刚石钻头结构参数....pdf

犷一岩石物理力学性质与孕镶金刚石一 钻头结构参数的优选 一 河南省地 矿厅第三地 质探 矿队 石昆山 伪曲仪尸 心心心心 飞 编者按 石昆山同志分配到河南三探之后 利用 该队岩石物理力学实验设施 对 岩石物理力学 性 质与钻头 参数 优选做了深入细致的钻研 提出了一些新观点 而且 有浏试 有 分 析 有实践 结 果 他这种在野外 条件下的锲而 不舍 精神 再次证明 光凭经脸指导生产 已不能满足现代 钻探需要 也为那些认为野 外无 法搞理论 研究带了个好头 对他的观 点有 何补充 修 正 不同 意见希望提出来讨论 引言 金刚石钻头是目前最优越的破碎硬岩的切削具之 一 近 年来 随着国际工业金刚石市场天 然金刚石价 格不断 上涨 国内天然金刚石资源紧缺 我国人造 金刚石产甩猛增 价格低廉 质量日臻改善 人造金 刚石钻头得到迅速发展和普及 应用领域不断拓展 据资料统计 到 年底 我国人造金刚石钻头比例 已占绝对优势 达 实践表明 人造金刚石钻头 具有许多有利的特点 并有相当宽的适应岩层范围 然而 不同结构参数的金刚石钻头在同种岩石中破岩 效 果相差 甚殊 同一钻头在不同岩石中破岩的经济性 也差异显著 如何依据岩石物理力学性质优选金刚石 钻头 是实现优化钻探的基础 对提高钻探工程的经 济效益有重 要意义 本人对采自各地的 种岩石 块岩样进行了试验和测试 完成微钻和全尺寸钻 孔 个 累计进尺达 研究成果可为钻头 厂商和野州从同行针对岩性设计和优选适 当钻头提供 了可参考的 资料 几 分别为显 著性 水平检验值和门槛值 凡 标准 差 仇 相对误差 据岩石破碎理论分析 压入硬度是岩石可破碎性 的近似表征量 测试方法属于静力学方法 而实际钻进 中 金刚石出刃是在垂直压 力和水平剪切力共同作用 下碎岩 的 是一种动态的斜剪切 张力 犁入碎 岩的 复合过程 而不再是静态的垂直压碎过程 研磨性与钻进性能 经过回归分析 二者的最 显著相关的数学模型如下 丁 尹 一 二 凡 二 式中 砰 相对研磨性指标 一 其余 指标字母意义同上 钻进效率随岩石研磨性增大而迅速下降 呈负幂 函数规律 说明研磨性对钻进性能有非常重 要的 影 响 弹塑性与钻进性能 用几何法和电算法求算 了全部试验岩石的塑性系数万 值 最显著的关 系是指 数函数形式 一 与钻进性能显著相关的岩性 对岩性测试数据 与钻进试验数据的相 关性进行了 细致的分析 总结出如下数理统计规律 压人硬度与钻进性 能 对 种岩石 块岩 样的试验数据进行了不同形式的回归分析 相关性最 显著的足如 指数函数形式 工 尸 二 一 少 一 二 二 二 式 刀 为压入硬度 动 犷 为可钻性指 标 工 了 分别为相关系数及门槛值 厂 犷 少 浑 在一定范围内 岩石的弹 塑性对金刚石 出刃下岩 石的变形 裂纹发育和发展有很大影响 岩石的弹塑 性变形主要发生在矿物晶体内部 使之出现扭曲或错 位 岩石弹塑性不同 其压入破碎穴形态和规模 则不 同 这主要影响钻进过程岩石的变形及微裂纹发生 发育 发展机理 摆球硬度与钻进性能摆球硬度是动载硬度 又可表征岩石弹塑性特性 本试验建立的摆球硬度与 钻进性能的统计规律如下 工 一 飞 一 摆球硬度值 次 地矿部探矿工程研究所 曾对影响钻进性能的压入 硬度 肖氏硬度 摆球硬度进行了一元 二元 扣 归分析 建立了如下数学模型 岩石肖氏硬度与摆球硬度之间的关系 月 刁 一 万刀 护 岩石压入硬度与摆球硬度之间的 关系 一 刀 犷 可 钻性级别兀与万 刀 之间的二元回归模型荃 刀 刀 二 复相关系数 岩石综合性质与钻进性能据方差分析 主因 子分析 多元非线性回归分析 对豫南 豫西南的 种 岩石 余块岩样测试结果 建立 了如下 相关性最 好 精度最 高的 多元回归方程 弓 印 二 一 复相关系数 二 岩 相特征与钻进性能 研究发现 有不少 岩 石 其压入硬度几乎相等 然而在相同钻进规程参数 下的机械钻速却相差甚大 还出现压入硬度大的并不 难钻 压入硬度小的岩石并不一定好 钻的现象 上述现象启示我们 岩石内部还有更本质的微观 因素影响着细粒级人造金 刚石钻头的 破岩效 果 为 此 必须弄明岩石的 岩相特征 经分析 岩石内部的 结构 构造 矿物种类 粒度 含呈 晶形 配比 分布形态 如均匀性 是斑 品还是基质 是团聚状还 是匀布等 矿物边界结合关系 胶 结物及类 型 蚀 变性质及程度等均影响到金刚石钻头的寿命和机械钻 速 如石英含量 对岩石可钻性及研磨性的影响 可钻性与石英含量之关系 二 万 犷二一 二 二 认 研磨性与石英含量之关系 砂 认 二 仇 长石的含量在 占岩类大多数的岩浆岩中平均含量 最大 它对钻进性能也有一定影响 当岩石 石英含 量较低 而长石含垦较高时 随着 长石含量增加 岩 石研 磨性增大 岩石的结品程度越高 研磨破岩工具能力越强 石英粒度增加 长石粒度增加 造岩矿物平均粒 度琳 加 岩石研磨性均增加 但随三者的增加 研磨性增 加的速率逐渐减小 对于斑状结构岩石 当石英和长 石含量都较低时 斑 肖 丰 度越大 岩石研磨性越强 岩石研磨性与岩相主要特征之间可 用下述关系表 刁屯 砂 丙 左 二了 左 认 石英百分含欣 造岩 矿物 平均 粒 度 对斑状 岩石 为斑晶粒度 一 一结品程度 系 数 全品质时左 二 玻璃质 对斑状结构岩石 左为墓质含量协 为 岩石 不均质系 数 左 二 卜 一 不均质性大时取较大值 为 哟石英含缺较低 长石含缺较高时所引入的修正系数 左 二二 一 当岩石蚀 变严重时 左 取位可小 一 二 钻头结构参数的定量优化与选 型 综上所述 岩石的主要物理力学性 质和岩祠 件寺 征 与钻进性能之间存在籽密切的相关性 那 么 就必然 存在若依据岩石特性定玻优选孕镶 金刚石钻 头及 七结 构参数的可能性 即存在 钻头 对 号 人座 的可能 性 为此 河南省地矿厅向我队 达了 卜 展该课题的 科研任务 现已通 过厅级 评审 井获地矿部科枝成吸 三等奖和和厅优秀成果 汇入 吕一 年度址新 探矿工程成果 一 试验技术 条件 试验岩样和测试仪器 岩样 按别标 准 一二 廷 加工 压 人硬度采用认 一 一 少恻眨人 硬度计 塑性系数用改装硬度计测试并经 一0 5 2 烤吧微机求 得 摆 球硬度采用w YQ一1型摆 球仪 纵波波速月l C C一4入型超声岩石检测仪 巴隆法研磨性川 改装通 用台钻 微钻可钻性 相对研磨性 钻 头结构参数正 交试验 均在 1 日地质大学 武汉 研制的 仄一加 塑微 钻试验台上进行 试验按部颁规程进行 2 试验钻头 1 微钻可钻性 机对研磨性试 验钻头 为直径 2 0 5 1 二m 孕镶人造金刚石钻头 金刚石 粒度 为7 0目 浓度 10 0 胎体硬度为H R C洲一3石 品级为JR3一4 4 水日 圆弧形底 l j 保径材料用8 颗聚晶 2 正交设计微钻 试验的钻头结构参数 采 用多因素正交法 设计 由此 设计的钻头 覆盖了野外 通用的全尺 d 一 钻头结构参数范围 3 现场 试 验 钻 头为直径6 6m m 结构参数是参照试验结果的 钻头结 构参数优选表 而设计的 3 钻进 参数 钻压 二z 4 7 ox 比压户 二 6 76入rl 转速 ZoZor n j n 线速度 二 2 2 7 1 流量口 3一 4L nl泊 冲洗液为清水 试验中 钻进参数 保 持不 变 以保证试验条件的一致性和试验结果的可比性 二 多因素 多指标正交试验 正交试验法是一种用最少试验次数而获取理想信 息的优化试验方法 1 因紊和水平 的选择本试验将 钻 头 的 外 径 8 5 1 11 1 20 5 二 1 金刚石品级 JR3一4 水口 数 4个 保径 聚晶 以及胎体瞬部形态等作 为 固定因素 以金刚石粒度 浓度 胎体硬度为 主因 素 各选5个水平 为消除主观排序的影响 利用掷 编号纸团法将因素水平随 机化 种岩石进行钻进试验 每种结构参数的钻头在同种岩 石上钻进4一5块岩样 进尺约 1 0 0一50 0 m l n 2 1 种结 构参数的钻头在同种岩石中钻进 8 4一10 0个孔 试验 中主要测试影响金刚石钻探技术经济效益的平均钻速 和钻头耐磨强度 破碎单位体积岩石钻头失重的倒数 责 试 己录各种原始数据3 7 7个 这些数据经 表 1 正交设计及实际加工钻头对 应 参数表 微机处理后 建立 了岩石物理机械性质和可钻性指标 数据库 三 试验结果分析 1 正交分析基本思想多因素正交试验的 常川 分析方法有综合平衡法和综合评分法 前者受试验者 主观影响较大 后者则难以根据具体情况作出合理评 价 本文分析博采两法之长 通过综合评分 单指标 和综合指标分析 趋势分析 岩相分析 破岩机理分 析 结合地层复杂性特点 进行全面考核评价 从 中 确定钻进各种岩石的优化钻头结构参数 分析中取平 均钻速权重 系数为1 2 最高得分为12 分 曾将权重 系数取为1 5 结 论与之墓本相符 取钻头耐磨度权 表 2 正 交计算表 指标考核结果 犷时效1得分 干件 而百 得分 总分 名次 门万 样 山 石 试验号 月 自h人l l U 曰 J 占 O 介冲 了 创 J性六七乃 九 jQ dc j 60 1 43 l 0 6 98 l 3 17 1 702 84 1 3 1 6 4 1 03 8 2 7 3 1IC 127 9 8 1 95 0 9 3 7 9 3 1 1 0 7 6 1 94 6 7 50 55 970 901 1 050 858 100 133 120 86 1 48 127 91 11 8 136 8O 5 1 15 9 10 bQ F污 了6八 q乃 古 纽 勺 l 巴 吸曰八 JJJ 工尸 a 勺 1 60 5 1 10 7 0 76C 0 814 1 2 8 0 407 1 558 0 899 几 b Q q山 史 r勺 们口八J g J L a 羚恶 7 弓 10 0 1 2 5 5 0 100 2苏 5 0 7 5 2 5 1 2 5 7 5 10 0 1 2 苏 50 1 0 0 2 5 5 0 7 5 2 5 5 0 1 0 0 试试试歹 号号胎体硬度 粒度度浓度度正正 验验验验验验验验验验验验验验验验验验验验 1 R 二 二 目 红红 号号号 才 召I I I 少 数数 1 1 1 1 11 1 11 1 1 1 1 1 4弓一47 7 7100 0 07弓 弓3 3 3 2 2 2 2 2 1 1 1 2 2 22 2 24 6一49 9 946 6 6100 0 0 3 3 3 3 3 1 1 13 3 3 3 3 3 4 5一47 7 73 0 0 0125 5 5 4 4 4 4 41 1 14 4 44 4 44弓一46 6 660 0 050 0 0 5 5 5 5 52 2 2l l l2 2 23 8一39 9 9 00 0 0100 0 0 6 6 6 6 62 2 22 2 2 3 3 34 0一41 1 146 6 62苏苏 7 7 7 7 7 2 2 23 3 34 4 44 0一11 1 18 0 0 050 0 0 8 8 8 8 8 2 2 2 4 4 45 5 53 8一39 9 960 0 075 5 5 9 9 9 9 9 3 3 31 1 1 3 3 3 1 0一12 2 2100 0 025 5 5 1 1 1 0 0 03 3 32 2 24 4 4 4 6 6 61 2 5 5 5 1 1 1 l l l3 3 3 3 3 3 5 5 51 0一13 3 380 0 075 5 5 1 1 1 2 2 2 3 3 3 4 4 41 1 11 1一15 5 56O O O100 0 0 1 1 1 3 3 34 4 4 一一 4 4 413一15 5 5100 0 012苏苏 1 1 1 4 4 44 4 4一一 5 5 5 3 0一35 5 546 6 6 50 0 0 l l l 1 1 1 5 5 5 4 4 4 3 1 1 13 4 4 480 0 01 0 0 0 0 l l l 1 1 16 6 6 4 4 44 4 4 2 2 2 3 1一34 4 4 60 0 0 25 5 5 l l l7 7 7 5 5 5 l 一一 5 5 5 32一33 3 31 O O O5 0 0 0 l l l 8 8 85 5 5 一一 1 1 12 5 5 54 6 6 67 5 5 5 朋朋 1 1 1 9 9 95 5 5 一一2 2 2 20一22 2 28 0 0 025 5 5 2 2 2 0 0 05 5 5 5 一一3 3 3 23一24 4 460 0 050 0 0 2 2 2 l l l 4 4 4 4 4 2 2 22 4一25 5 57O O O100 0 0 l 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 萝丫一35 5 5 5 5 5 5 5 5 4弓一47 46一49 45一47 4弓一46 38一39 40一41 40一11 38一39 10一12 10一13 11一15 13一15 30一35 34 31一34 32一33 25 20一22 23一24 24一25 3萝丫一35 100 46 3 0 60 00 46 8 0 60 100 46 80 6O 100 46 8 0 60 1 O 4 6 80 6 0 7 O 2 正交表选择 根据上述 因素和 水平 选 择 L 5 宁 即可安排6个因素5个水平25次试验 若采 用全组合设计法 需 125次试验 因钻头厂家加工原 因 排除 极端情况的参数组合 减少 r 4次试验 选 正交表前 3列安排刀 方 G三个因素 仍不失正交 性 设3个重复 共加工6 3个微型钻头 将随机化结 果代人正交表 即 导试验钻头结构参数组令 表 3 试验方法用表 l各组钻头参数的 钻头对 每 15一18 19一23 24一27 28一31 32一36 37一4里 4 2一45 16一49 50一53 54一57 58一61 62一66 67一70 71一74 75一78 79一82 8 3一86 87一gJ 91一9通 9 5一98 99一102 5日 1 3 1 1 2 0 1 2 2 8刁82 7 7 2 26 6 36 4 1 0 51 1 1 80 03 9 3 18 35 嫌 7 舀 6 9 3 29 3 3 9 5 7 46 7C 105 6石 3之 23 45678 9 1 01 11 2 1 3刊巧1 6 1 7 1 8 1 9 2 02 1 注 1 钻进 岩石为杏仁牡安山岩 代号为Fj 采 样地点在洛宁 L 宫金 矿 区 之 本表试验号及钻头结构与表l相一致 30 重系数为1 0 最高得分为1 将钻速与耐磨度得分 之和 最高为22 0或250 作为综合评价指标 2 正交计算表 表2 该表理应与正 交分析表 表3 同列 但因数据过 多 表格庞大 故分别列 制 试验中岩石品种达 3 8种 仅列 举杏仁状安山岩 F 其余岩石分析方法类同 3 正交分析表 1 计算每 个因素的相同水平的各个指标得分 钻速Y l 钻头耐磨度得分 y Z 综合指标得分Y3 之和K J及其均值K 表 3 正女分析表 3 j 5 3 了 二 5 二 艺 二 二 二 艺 2 二I j l 1 j l 120 3 99 5 13 6 5 122 2 1 2 1 3 37 0 f 3 j 5 5 艺 ys 公二l 了二l A I由K 除以j水平下的试验次数得 出 即由 式K I 万 K 一 一 亏 一或气二一求得 K 越大 该水平下的试验 条件 越 5 一 4 一J J 一 产 眺zJ 曰J附 月 一 好 可根据K 大小优选合理参数水平 2 计算每个因素试验结果的极差 刀 计 算 公式为 R lm 二x K z 一n ls i 弋万川 万 m x 一 万 n s n l R 表示每个因素在不同水平下试验结果的最大波动 量 其值大小反 映了所对 应的因素对试验结果的影响 程度 可根据R值大小判定各因素的主次关系 岩石 F 的正交分析表见表3 4 正交趋势图在确定因素及水平时 可能会 发生所取值域偏大或偏小 借助趋势图可进一步 验 证 补充和改进试验结论 以试验指标或指标得分为 纵座标 三个因素各水平及横座标 从趋势图中得各 因素变化规律和优选水平区间 岩石F 的趋势图从略 5 综合分析评价 由上述分析得出综合分析 评 价如下 l 前五名指标对应的钻头结构参数 第一名 胎体硬度H Rc l o一13 金刚石粒度4 6目 浓度10 0 第二名胎体硬度H卫c4 5一47 金刚石粒度8 0目 浓度 7 5 第三 名胎体硬度H R C3 0一3 5 金 刚石粒度7 0 目 浓度10 0 第四名胎体硬度 H R C2 4 一25 金刚石粒 度6 0目 浓度5 0 第五 名胎体硬度H 双C 3 0一3 4 金 刚石粒度4 6目 浓度5 0 2 因素主次关系 对 机械钻速 金刚石粒度 金刚石浓度 胎体硬度 对 钻头寿命 金刚石浓度 胎体硬度 金刚石粒度 对综合效 果 金刚石浓度 金刚石粒度 胎体硬度 3 37 405 2 72 258 441 84 81 68 86 88 2 0 K K K 1 1 1 3 32 2 2 1 5 2 2 2 48 1 1 129 2 2 2 K K K 忿忿 296 6 6102 2 2 398 8 8 471 1 1 K K K 3 3 3 314 4 4 232 2 2 54 6 6 6105 5 5 K K K 4 4 4 445 5 5166 6 6 6 11 1 1421 1 1 K K K 5 5 5 327 7 7158 8 8485 5 5424 4 4 K K K l l l 82 8 8 838 0 0 0120 3 3 3 58 4 4 4 K K K 2 2 2 7 4 0 0 0 2 5 5 5 5 9 9 5 5 5 94 2 2 2 K K K 3 3 3 78 5 5 5 5 8 0 0 013 6 5 5 51 0 5 5 5 K K K 者者 89 0 0 03 3 2 2 2 122 2 2 2 8 4 2 2 2 K K K 5 5 5 81 8 8 839 5 5 5 1 2 1 3 3 3 8 4 l l l 左 l l l 1 5 O O O32 5 5 537 0 0 046 6 6 6 K K K 1 86 6 6 1 1 1 l l l一一 4 8 0 0 0 K K K 2 2 2 21 3 3 3 468 8 83 37 7 7 143 3 3 618 8 8 K K K 3 3 3 54 4 4682 2 2405 5 521 5 5 53 42 2 2 K K K 4 4 4 199 9 915 9 9 92 72 2 27 0 0 0 44 5 5 5 天天5 5 5 16 8 8 86 20 0 0258 8 81 8 7 7 7 63 6 6 6 K K K 37 2 2 2 5 92 2 2441 1 11 9 5 5 5120 0 0 0 K K K 2 2 2 42 6 6 696 6 6 684 3 3 335 8 8 8 1 2 3 6 6 6 K K K 54 0 0 01 3 6 4 4 481 Q Q Q 43 0 0 08 5 5 5 5 K K K d d d 39 8 8 8159 0 0 068 0 0 017 5 5 514 8 3 3 3 K K K 5 5 5 33 6 6 6124 0 0 086 0 0 06 2 3 3 31 27 2 2 2 1 1 1 尺 20 4 4 4118 4 4 488 2 2 2 39 0 0 0 62 8 8 8 6 6 6 6 6 6 62 4 4 4 2 0 2 4 4 8 8 8 8 8 3 由趋势图可知 川及素可取水平 A A A 刀因素可取水平刀2 刀2 方 因素可取水平c C C Z 4 推荐钻头结构参数 胎 体硬度H 双 C2 5 一4 0 金刚石粒度4 6一7 0目 金刚石浓度7 5一125 粗目 数 软胎体取较高值 四 优选钻头参数表的确 定 1 影响钻头钻进性能的主要岩性前述 研究 结 果表明 岩石硬度 研磨性 弹塑性 岩相特征等是 影响金刚石破岩效果的主要物理力学性 质 其中岩 石 硬度主要影响钻进初始的岩石可破碎性 研磨性影响 钻头进尺的持久性 弹塑性 则影响岩石的变形及裂纹 发育 发展机理 岩相特征从微观上决定细粒级人造 金刚石钻头的综合破岩效果 因为压人 硬度是静载硬 度特性 摆球硬度是动载硬度指标 在钻进条件 以 二者之和作为表征岩石综合硬度的指标 2 钻头结构参数优选表 根据前述分析和综合 评价结果 结合具体岩层特点和多年钻进实践 制定 出如表4所示的 依据岩石性质优选钻头结构参数 表 其用法是 首先用前述仪器 按地矿部颁发的测 试规程测定出岩石的压入硬度 摆球 硬 度 塑性系 数 研磨性值 然后根据所测岩性指标从表4查对所 对应的钻头结构参数 选择钻头参数时还应综合考虑 表 4 依据岩石性质优选钻头结构参数表 部分 岩石上要物理书 械性 质钻头仁要结构参数推荐值 塑 系数 黑号 代表性岩石 金 刚石粒度 上 瞥 浓 胎凄硬 一H玉e 金刚石 衬级 入 曰 级级 20G一2弓 2 1一30 3一l 3一3 厂 3 0 1一IOn 2 与一3 3 3门 l一1 f 刁 1一1石r 2 5一3 父 2 5一3 1 燕 仁 7 一8 7一8 7一8 7一8 7一8 升 d 石1一50 50 一600 5 0 一6OC 3 O一3 厂 2 5一3 巧 2 5一3 井 g一10 g一了1 4土一7了 通飞一7e 20一IC 1 1一6 0 三e一40 习1一6 忿自一 2门一In 之O一If O一 自 细礼石 英 砂岩 如J列岩 棍 介花岗岩或混 介岩 角闪 麻岩或片碗 岩 黑人 份花岗岩 杏仁 状 左山 岩 么武 安山岩 或 亥武岩 中粗一粗 粒长石石英砂岩 中粗 机粒石英砂岩 扩 纹岩类 60 6 0 80 46 60 一 7 0 6习 7 0 46 6 0 7 0 4 6 6 0 7 0 16干6 0 4 6 6 0 4 6 60 16 6 0 7 0 1 0 0 9 O 1 0 0 9 0 1 0 0 9 5一100 40一45 3万一40 35一40 33一42 30一35 28一35 90一100 28一3 105一110 38一42 110 90一10 生 O一 5 25一3自 J R 31之 只O J R 3 R Y S O JR 3一 l 只Y s l JR 3双Y S JR 3一4 R 8 1 JR 3一4 1之 Y 8 1 Jl之3 卫 80 J R3一4 1七 81 J R 卫Y 81 J只3一4 1之 识 l 以 卜囚素和原则 1 岩层单一 造兴矿 物粒度均 匀 厚度大 宜选单 粒度 岩层薄 交互频繁 软硬不均 造岩 矿物粒度粗细不均 宜选混 I 1钻头 JU适应性强 J七 有 一 i泞性 扩 l亡11的粒度汗己合比 笙视所钻岩石的研磨卞 1 口 物 粒度 压入硬度 弹塑性等 强研磨 性 岩石坚 硬 细粒度者 细粒度金刚石比币应大 些 软 粗 粒 塑性岩石 贝 1 1应选粗粒比例大 一些 2 选定金刚石浓度时 岩石研 磨性 高 破 碎 1卜均质 宜选较 石浓度 反之 弱研磨性 塑性 友 完整度好 宜选较低浓度 3 岩石研磨性强 破碎 硬度大 宜选较高 胎体硬度 I d时 还 要 J 所选金刚石品级 粒度 浓 度4 1 1匹配 佰品级 细粒度 高浓度金刚石 也宜叁 较高硬度胎体 反之 戊选软胎 沐 4 钻头保径方式应视地层研磨性 与 复杂 程 度 强研磨性 地层复杂 宜选聚晶保径 研磨 性 弱 完整地层 可川针状介金 聚晶 一 合金 单品或单 品 一合金混合等保径方式 从而提高钻头经 济性 5 行而形状选择应视岩石研磨性和复杂 程 度 强研磨性 地层复杂 宜选圆弧或平底形状 弱 研磨性 完整地层 应选梯形 锯齿形 高低齿形 内外交错式 二环式 风叶式等漫流通道短的娇形 r 水路形态及数量的选择应考虑内外径磨损 均衡性 经济性 钻头类型 唇 面形状等因素 扇形 水口使底竹内外哄损均衡 但工艺难度大 绳索取心 钻头 和加l二条件良好时可取之 螺旋水r l排粉效果理 想 但加厂成本高 直水口 底喷式 主副水口较易 加工 故应川较厂 泛 电镀钻头应选较多水日 绳索 取心钻失应选较少水口 软 岩石 强研磨性岩石 宜 取较 多水 l 辱状简单应取较 多水口 一般情况 下 直径弱一湘n 1 1 1 钻头6一1 0个水l 直 径66 了 1了 1飞钻头s一12个水 口 直径75 76 1 101钻头l己一 14个水 1 三 野外试 验与应 用效果 根据表4和上述原则优选i毖计的23个1 径66川 了 人造孕镶钻 头 在上宫金矿l犬做 r s拓个回次的现场 钻进 试验 岩石为9级左右安山岩类 裂隙发育 软 硬变化悬殊 坍塌漏失十分严贡 试验收到良好 效 果 上砂的4 6 十6 70 目混 l l钻头比6 0日钻头的平均 寿命 时效 征米钻头成本分别提 高或降低6 6 9 14 和40 13 一 近五年来 我队根据岩性测试数据和土述成果指 导 金刚石钻头优选和使用 经济效 益十分显著 征米 钻头费用由16 25元降 低到加元左右 计 节约钻头费 川35一 4 0万元 人造金刚石钻头时效提 佰厂3与 赶 天表钻头的时效 大大 7 J 约 了钻探 台月费用 因 此 人造金刚石钻头的比例 山原来不足 2 0 迅速提高 到95 以上 四 主要结 论 1 岩石的压人硬度 摆球硬度 研磨性 塑性 系数 岩相特征与金刚石钻进性能有显著的相关性 故可据这些岩性指标合理地确定钻头结构参数 2 建立 了一种依据岩性定址优选 设计钻 头 结 构参数的方法 它比经验法 吏科学 且简明实用 其 有理论和实际指 导意义 3 钻进非均质岩石 软硬不均复杂岩层和多 矿 物组合岩石 混 口钻头比纯目钻头更有 广 谱性 卜 转第2 0页 限 又能互相协调 互相促进的有机整体 是推行全 面质量管理的 一 项重要工作 是提高质量的保证 三 积极开展质t 管理 小组 活动 在推行全 面质量管理工作中 我们十分重视质量 管理小组的建 设和发展 把它作为推动全面质量管理 工作的贡 要环节 来抓 年初抓全局QC小组的登记注 册 年中加强检查 每年一次的全局性质量大检查 把检查QC小组活动情况作为重要内容之 一 年 底召 开成果发表会 对一年来应用TQc方法取得较好成绩 的QC小组和个人给予表彰奖励 同时局还明确 规定 凡没有开展OC小组 活动的机台 坑口 不能 评为文 明机台 坑口 从而使我局探矿QC小组活动深人发 展 活动范围从质量监控 发展到成本控制 效率的 提高 技术攻关 安全生产 机台文明建设等方面 成果越来越显著 据不完全统 计 199 年在局登记注 册的探矿QC小组有6 4 个 参加人数 36 9 人 其中生产 机台烈个 坑组2个 探矿管理部门8个 近三年有十 余项成果获得局全面质量管理 方法应用成果奖 第一探矿工程大队3号机 1989 年承担一个难度 较大的大口径 钻孔施工 矿体产状陡 地质设计要求 钻孔深500 了 了时孔斜不得超过3 850 时 不得超 过 5 3 号机QC小组根据生产需要选择了加强质 量管 理 预 防大口径孔斜作为1989年的活动课题 运用全 面质量管理 的理论和 方法开展活动 制定了全孔的质 量目标和开孔 扩孔 变径 钻进几个环节的具体措 施 认真加以实施 对照目标进行检查 监控 打成 了 一个高质量 多用途的大r J径钻孔 8 5 0 m 终孔孔 斜仅2 由于做 到了一孔多用 为国家节约了7万余元 该 项成果获得1989年度尚北省全面质量管理成果奖 四队探矿工程科QC小组从1984年成立以来 坚持 用全面质 鼠管理的思想和方