鑽探沖洗液消耗計算方法

『壹』 地質鑽探技術論文

隨著科學技術的進步和發展，鑽探技術也取得了很大的發展並且積累了不少 經驗 。我整理了地質鑽探技術論文，有興趣的親可以來閱讀一下!
地質鑽探技術論文篇一
地質鑽探技術淺探

摘要：鑽孔結構是指開孔至終孔孔身口徑的變化。換徑次數愈多，鑽孔結構越復雜，反之越簡單。鑽孔結構的選擇，要充分考慮礦區的岩石性質、水文地質條件、終孔口徑、鑽孔深度、鑽進 方法 、鑽孔用途等因素。

關鍵詞：地質鑽探;地質條件;技術探討

Abstract: Borehole structure refers to change the final hole section diameter. Change the size of more times, borehole structure is more complex, and simpler. Borehole structure choice, should fully consider the factors of mining rock properties, hydrological and geological conditions, the final hole diameter, hole depth, drilling methods, drilling applications.

Keywords: geological drilling; geological condition; technology study

中圖分類號：TU74

引言：隨著科學技術的進步和發展，鑽探技術也取得了很大的發展並且積累了不少經驗。諸如小孔徑鑽進、裸眼鑽進、金剛石鑽進，以及液壓擰管機、活動工作台和集裝箱運輸的推廣和使用等，促進了鑽探工程的優質高效、安全低耗的發展。為了更好地發展鑽探技術，應該從實際出發制訂一個切實可行的發展規劃。即從現有的技術和生產的實際需要出發，認真抓好適合各種地質要求的鑽頭、防斜糾斜鑽具、取芯工具的使用和鑽探設備的研製，促進鑽探技術的發展

一、鑽孔結構選擇示例勘探某金屬礦床時，設計孔深700米， 採用金剛石鑽進，地質剖麵包括以下層位：(1)0至100米為可鑽性1-7級的岩石，該段全漏水不循環;(3)100至700米為可鑽性9至10級的穩定岩石;(4)地質取樣要求以59mm終孔。試確定該鑽孔結構。[分析]從已知條件，自160米至終孔適於一徑到底，不下套管;分析地質剖面，該鑽孔下孔口管和一層套管即可;為封閉漏失層，套管下放深度為120-130米，管鞋伸進穩定層10至20米，套管直徑為73mm，因此該孔段須用76mm鑽進;孔口管長18至20米。直徑89mm，因此開孔取91或110mm。

二、硬質合金鑽進

1概念 將具有一定強度和形狀的硬質合金，按鑽進要求固定於鑽頭上，在一定的技術條件下，作為切削具破碎岩石的一種鑽進方法。2鑽探對硬質合金的要求合金鑽進是靠固定在鑽頭體上的硬質合金來破碎岩石的，而各種岩石都具有一定的強度和研磨性，鑽進時鑽頭上受力也很復雜，因此，所使用的硬質合金應具有如下性能：①硬度大且耐磨性強。便於鑽頭能有效地切入或壓入岩石，並能抵抗岩石對硬質合金的磨蝕作用。②抗彎強度大且韌性好。便於能承受破碎岩石過程中各種變化的負荷而不至於崩刃和碎裂。③熱硬性好而導熱性高。鑽進中孔底會產生很高的溫度，因此要求較高的熱硬性，而且在沖洗液中易於釋放熱量。④成型性好，容易鑲焊在鑽頭體上。地質勘探用的硬質合金主要是鎢鈷合金，這類合金其性能滿足上述要求。3硬質合金鑽頭鑽探用的硬質合金鑽頭的結構合理與否直接影響到鑽進效率、鑽頭壽命、鑽孔質量以及材料成本，因此要認真對待合金鑽頭的結構要素的研究與選擇。它一般分為二大類：取心鑽頭和全面鑽頭。地質勘探中一般都只採用取心鑽頭。①鑽頭體：它是鑲嵌切削具的基體，用D35或D45號無縫鋼管製成，針狀合金鑽頭的內外出刃應與相應的金剛石鑽頭一致，鑽頭體長度不得短於95mm，其中絲扣部分長度40mm，鑽頭鋼體壁厚7至9mm，過厚克取岩石面積大，消耗功率多，過薄影響強度而容易變形。壁厚在保證足夠強度與剛度的條件下力求減小，以使克取面積減少以提高鑽進效率。②合金鑲焊數目和排列形式：應根據岩石性質、鑽頭直徑、合金質量、鑽具強度和設備功率等因素來確定。鑽頭直徑大、孔較深、岩石硬度大和研磨性較高時，合金數量要適當增加。地質勘探中常用的數量如下表所示。鑽頭規格(mm)合金數量(個)岩石性質 36 46 59 76 91 110 130 150研磨性較強的岩層 3-4 3-4 4-6 6 6-8 8-10 10-14 12-14弱研磨性岩層 3-4 3-4 4 4-6 6 6-8 8 10在排列形式上一般採用均勻單環排列。③切削具的出刃：主要是底、內、外三種出刃。其中底出刃起切入並破碎岩石的任務，大出刃利於破碎岩石和沖洗液流通，但過大容易造成崩刃與折斷;內外出刃主要是形成環狀間隙，以保證沖洗液流通，較大的內外出刃會導致鑽頭回轉阻力增大，容易崩刃折斷，但有利於排粉和減少岩心堵塞的機會，太小了則容易造成岩心堵塞和影響排粉效果甚至會造成糊鑽等不良現象。因此，出刃的大小應根據岩石性質來考慮，實際工作中可參考下表進行選擇。岩石性質 內刃(mm) 外刃(mm) 底刃(mm)松軟、弱至中等研磨性岩石 1.5-2.5 2.5-3 2-3中硬、強研磨性岩石 1-2 1-2 1.5-2.5④鑲焊角：合金顆粒與鑽頭唇面的夾角，一般採用正前角鑲焊，這種鑲焊切削具有自磨作用也有利於排粉，但所需軸向壓力要較其他方法大些。⑤水口及水槽：起到沖洗液流通冷卻鑽頭和攜帶岩粉的作用，其形狀與大小應根據岩層性質、鑽頭結構形式、沖洗液種類的不同而考慮。一般地，水口面積的總和要大於鑽頭與岩心之間或鑽頭與孔壁之間的環狀面積，以減少循環阻力。

三、合金鑽進技術參數

合金鑽進的技術參數主要包括鑽壓、轉速和沖洗液量。它們對鑽進效率、鑽孔質量、磨料消耗、施工安全等直接有關系。在操作過程中，應根據岩石的物理機械性質、鑽頭結構、鑽探設備和鑽具的可能性以及鑽孔質量要求等條件來合理掌握，並通過實踐當中進行修正、 總結 出適合礦區的最優鑽進技術參數。①鑽壓：合理的鑽壓應該既保證鑽頭耐久性又獲得最大的平均機械鑽速。在 其它 條件不變的情況下，在一定范圍內，鑽速隨著鑽壓的增加而成比例地增加。實踐證明：鑽速的提高主要是依靠鑽頭壓力的增加來實現。但壓力過大會導致崩刃、鑽具折斷、鑽孔彎曲、軟岩層中容易燒鑽等事故。鑽壓可通過下式進行計算：鑽頭總壓力 = 每顆切削具上應加的壓力(如柱狀合金70-120kgf/顆) X 鑽頭上切削具的顆數實際工作中應該根據所鑽的岩層性質而選擇的合金切削具型式和鑽頭的排列與數目進行初步計算，同時在施工中不斷總結出最優的鑽壓。②轉速：鑽具轉速有二種表示方法，一是鑽頭每分鍾的回轉數(轉/分)，另一個是用鑽頭的圓周速度V(米/秒)來表示。V = [π(D + D1)n ]/(2X60)生產實踐表明：在一定條件下，提高鑽頭轉速可增大鑽速，但超過最優值後反而隨轉速的增高而使鑽速降低。一般情況下，在軟至中硬岩中鑽進時，可採用較高的轉速;在堅硬和強研磨性岩石或非均質和裂隙發育的岩石中鑽進，則應降低轉速;深孔或大口徑鑽進也應降低轉速。③沖洗液量：沖洗液量的大小應根據岩石性質和鑽孔直徑等因素而定。一般地，在軟岩層中鑽進因進尺快所產生的岩粉多而選擇較大的沖洗液量;在岩石顆粒粗比重大的岩層鑽進也應相應加大沖洗液量;在大直徑孔、深孔鑽進時，鑽桿和孔壁滲漏多也應加大沖洗液量;而在鬆散、破碎地層鑽進，為防止沖蝕岩心和沖垮孔壁，應選擇較小的沖洗液量。沖洗液量Q的大小一般用經驗公式進行計算：Q = KDK—經驗系數(6—15l/cm.min)D—鑽頭直徑(cm)實際鑽進工作當中，各參數之間有著密切的聯系，要達到合理的配合，其配合關系大致如下：岩石 鑽壓 轉速 沖洗液量研磨性大的硬岩石 大 小 小裂隙岩層 小 小 相應地小軟岩 小 大 相應地大設計中可根據下面的技術參數表的數據范圍內根據礦區地層岩性特點加以選擇，同時應在實際工作中摸索出適合礦區地層的最優技術參數。不同岩層鑽進技術參數范圍表岩石級別 鑽進技術參數鑽頭壓力 轉速(rpm/min) 泵量(L/min)取心鑽頭(kg/粒) 刮刀鑽頭(kg/cm)1～4級 50～60 100～120 200～350 >805～6部分7級 80～120 120～150 150～250 >80註：(1)針狀硬質合金塊每塊能承受的壓力為150～200kg;(2)100型鑽機的泵量，以水泵最大有效排水量送給。(3)刮刀鑽頭單位壓力(kg/cm)中的cm，系指鑽頭直徑。

四、合金鑽進注意事項

採用合金鑽進，除了合理選用鑽頭結構和鑽進技術參數外，還必須有正確的操作方法，才能達到提高鑽進效率和鑽頭使用壽命的目標。因此，應注意以下幾方面：①新鑽頭入孔內，應離孔底0.5米以上並輕壓慢轉掃至孔底，以防止新鑽頭被擠夾住。掃孔時速度要慢，以防止合金崩刃或因孔底有殘留岩心而堵塞。②要經常保持孔底清潔。孔內的岩粉、崩落的合金須及時撈取，孔內有殘留岩心在0.5米以上或有脫落岩心時不得下入新鑽頭。③為保持孔徑一致，鑽頭應排隊使用。原則是先用外徑大內徑小，後用外徑小內徑大的。④正常鑽進壓力要均勻，不得無故提動鑽具，並隨著合金的磨鈍逐步加大壓力。發現岩心堵塞時要及時處理，無效時立即提鑽以防止孔內事故。⑤合理掌握好回次進尺時間。合金鑽進時因磨料逐漸磨鈍而出現鑽孔縮徑和鑽速逐步下降，因此，為避免下一回次的擴孔、起下鑽時間和提高回次效率，應當確定合理的回次進尺時間，這是提高鑽速的有效 措施 之一。可通過計演算法或作圖法進行現場確定，各礦區地層情況不一，在此無法具體給出數據。

五、結語

總之，各參數的合理配合要結合實際情況加以摸索、總結，不斷積累經驗，逐步豐富和完善礦區的鑽進工藝規程。
地質鑽探技術論文篇二
地質鑽探技術發展研究

[摘要]在分析了目前我國地質工作對鑽探技術的需求以及地質鑽探技術現狀的基礎上，提出了我國地質鑽探技術的遠期、中長期、近期發展目標，明確了近期研發工作的重點和計劃，並強調了科技創新，新方法、新技術的推廣應用的重要性和加強探礦工程專業委員會作用的問題。

[關鍵詞]地質工作 地質鑽探技術 發展目標 技術創新

『貳』 鑽井液要配多少密度重漿計算公式

定量鑽井液加重所需加重材料公式：W=V漿*ρ3*(ρ2-ρ1)/(ρ3-ρ2)。

V漿--原漿體積。

ρ1--原漿密度。

ρ2--欲配鑽井液密度。

ρ3--加重材料密度。

鑽井液，是鑽井過程中以其多種功能滿足鑽井工作需要的各種循環流體總稱。鑽井液是鑽井的血液，又稱鑽孔沖洗液。

鑽井液按組成成分可分為清水、泥漿、無粘土相沖洗液、乳狀液、泡沫和壓縮空氣等。清水是使用最早的鑽井液，無需處理，使用方便，適用於完整岩層和水源充足的地區。泥漿是廣泛使用的鑽井液，主要適用於鬆散、裂隙發育、易坍塌掉塊、遇水膨脹剝落等孔壁不穩定岩層。

『叄』 岩心鑽探中泥漿池中的泥漿消耗如何計算

這個問題我也沒有查找資料，個人理解是泥漿池一般規格是一個立方米，消耗量是泥漿池泥漿總體積減去池剩餘泥漿體積。

『肆』 沖洗液消耗量的測定

鑽進過程中沖洗液消耗量及其性質的變化情況，常能說明岩層透水性的大小，也可間接推測含水層埋藏位置及其岩性變化。如在鑽進中沖洗液大量消耗，可能是揭露到透水性很好的含水層或透水通道，或遇到透水性很強的干岩層。要測得沖洗液的消耗量，孔內混合自然水位必須低於孔口。而沖洗液的循環量增多，則說明新揭露的含水層（帶）的水位（水頭）至少高於該含水層（帶）以至孔口。沖洗液的性質主要是指顏色、稠度、比重、含砂量。它們的改變是由於沖洗液（泥漿或清水）一般由水泵或泥漿泵送至孔底再返回孔口。如果孔底被揭露的是砂礫石含水層時，則返回孔口的沖洗液會增加含砂量，稠度變小。若孔底揭露紅色地層時，沖洗液的顏色會加紅。假如揭露的是粘土層時，沖洗液的稠度會增大，而消耗量極微，這些都說明孔底岩性及其透水性的變化。

沖洗液消耗量的觀測，一般應按回次進行，極少是在機台交接班時進行。按回次觀測應在下鑽後與提鑽前各觀測一次，並記錄這個回次鑽進中添加的水量。如果按台班交接時觀測也同樣是在下鑽後與提鑽前各測一次，記錄該台班加入的總水量。當發現沖洗液在孔內大量漏失時，應加密觀測，並記錄漏失深度和漏失量等情況。若漏失量特大，來不及補充水量時，應停鑽進行堵漏處理。

沖洗液消耗量的計算方法簡單，即沖洗液的原儲存量加上增添量減去現有儲存量，就得出沖洗液的消耗量。關鍵是觀測記錄要准確。為了便於測定，可將沖洗液用設有標尺的規整水池（水箱）盛裝。同時要注意循環系統不可漏水，也不可與其他水源相混，並要及時撈渣和清理沉澱池及水池（箱）。

『伍』 關於鑽井泥漿循環周公式,誰能告訴我啊

根據鑽探水力學原理，沖洗液在鑽孔內的上返速度Va的1.2-1.3倍，即Va=（1.2-1.3）Vs。反循環鑽進鑽渣在鑽桿內運動，是形態各異的鑽渣群在有限的空間作懸浮運動，鑽渣顆粒要佔據一定液體斷面，在這種特定條件下可以採用長春地質學院在利延哥爾公式基礎上進行實驗給出的公式計算顆粒懸浮速度Vs計算公式為：

Vs=3.1×k1×（ds×(rs-ra)/(k2×r2))的1/2次方
Vs-鑽渣顆粒群懸浮速度（m/s)
ds-顆粒群最大顆粒粒徑（m）
rs-鑽渣顆粒的密度(kg/dm3)
ra-沖洗液的密度（kg/dm3)
k1-岩屑濃度系數；k1=0.9-1.1，濃度越大，k1越小；
k2-岩屑顆粒系數，k2=1-1.1,球形顆粒為1，越不規則，k2的值越大。

『陸』 煤田鑽探論文

鑽探工程施工技術設計002
第一節 鑽孔結構 一、概念
鑽孔結構是指開孔至終孔孔身口徑的變化。換徑次數愈多，鑽孔結構越復雜，反之越簡單。鑽孔結構的選擇，要充分考慮礦區的岩石性質、水文地質條件、終孔口徑、鑽孔深度、鑽進方法、鑽孔用途等因素。
二、確定鑽孔結構總的原則
以終孔直徑做為擬定鑽孔結構的標准，對照理想岩層剖面自下而上擬定各段的口徑和開孔直徑。在保證鑽孔質量和安全鑽進的前提下，盡可能地採用泥漿護孔從而減少或不下套管和少換徑，最大限度地簡化鑽孔結構。
三、鑽孔結構選擇示例
勘探某金屬礦床時，設計孔深700米， 採用金剛石鑽進，地質剖麵包括以下層位：（1）0至100米為可鑽性1-7 級的岩石，該段全漏水不循環；（3）100至700米為可鑽性9至10級的穩定岩石；（4）地質取樣要求以59mm終孔。試確定該鑽孔結構。[分析]從已知條件，自160米至終孔適於一徑到底，不下套管；分析地質剖面，該鑽孔下孔口管和一層套管即可；為封閉漏失層，套管下放深度為120-130米，管鞋伸進穩定層10至20米，套管直徑為73mm，因此該孔段須用76mm鑽進；孔口管長18至20米。直徑89mm，因此開孔取91或110mm。據此可作出如上圖的鑽孔結構圖。
在礦區鑽探技術設計書中，值得注意的是應該將礦區的鑽孔結構劃分為簡單鑽孔結構和復雜鑽孔結構二種類型加以作圖說明，同時作圖時應將各要素如直徑、換徑深度等標明。
第三節 鑽進方法 目前岩心鑽探工作中，一般根據各礦區地層岩石力學特性、結構與構造，結合鑽探設備與護壁堵漏措施等因素，常採用合金與金剛石分層鑽進的方法。一般地，開孔採用合金鑽進至完整岩面3至5米，然後擴孔下孔口管隔離上部鬆散層、覆蓋層等不穩定地層，然後改用金剛石鑽進至終孔。因此，在此只介紹這二種鑽進方法。
一、硬質合金鑽進 1概念 將具有一定強度和形狀的硬質合金，按鑽進要求固定於鑽頭上，在一定的技術條件下，作為切削具破碎岩石的一種鑽進方法。
2鑽探對硬質合金的要求 合金鑽進是靠固定在鑽頭體上的硬質合金來破碎岩石的，而各種岩石都具有一定的強度和研磨性，鑽進時鑽頭上受力也很復雜，因此，所使用的硬質合金應具有如下性能：
①硬度大且耐磨性強。便於鑽頭能有效地切入或壓入岩石，並能抵抗岩石對硬質合金的磨蝕作用。
②抗彎強度大且韌性好。便於能承受破碎岩石過程中各種變化的負荷而不至於崩刃和碎裂。
③熱硬性好而導熱性高。鑽進中孔底會產生很高的溫度，因此要求較高的熱硬性，而且在沖洗液中易於釋放熱量。④成型性好，容易鑲焊在鑽頭體上。
地質勘探用的硬質合金主要是鎢鈷合金，這類合金其性能滿足上述要求。
3硬質合金鑽頭 鑽探用的硬質合金鑽頭的結構合理與否直接影響到鑽進效率、鑽頭壽命、鑽孔質量以及材料成本，因此要認真對待合金鑽頭的結構要素的研究與選擇。它一般分為二大類：取心鑽頭和全面鑽頭。地質勘探中一般都只採用取心鑽頭。
①鑽頭體：它是鑲嵌切削具的基體，用D35或D45號無縫鋼管製成，針狀合金鑽頭的內外出刃應與相應的金剛石鑽頭一致，鑽頭體長度不得短於95mm，其中絲扣部分長度40mm，鑽頭鋼體壁厚7至9mm，過厚克取岩石面積大，消耗功率多，過薄影響強度而容易變形。壁厚在保證足夠強度與剛度的條件下力求減小，以使克取面積減少以提高鑽進效率。
②合金鑲焊數目和排列形式：應根據岩石性質、鑽頭直徑、合金質量、鑽具強度和設備功率等因素來確定。鑽頭直徑大、孔較深、岩石硬度大和研磨性較高時，合金數量要適當增加。地質勘探中常用的數量如下表所示。
鑽頭規格（mm）

合金數量（個）
岩石性質 36 46 59 76 91 110 130 150
研磨性較強的岩層 3-4 3-4 4-6 6 6-8 8-10 10-14 12-14
弱研磨性岩層 3-4 3-4 4 4-6 6 6-8 8 10
在排列形式上一般採用均勻單環排列。
③切削具的出刃：主要是底、內、外三種出刃。其中底出刃起切入並破碎岩石的任務，大出刃利於破碎岩石和沖洗液流通，但過大容易造成崩刃與折斷；內外出刃主要是形成環狀間隙，以保證沖洗液流通，較大的內外出刃會導致鑽頭回轉阻力增大，容易崩刃折斷，但有利於排粉和減少岩心堵塞的機會，太小了則容易造成岩心堵塞和影響排粉效果甚至會造成糊鑽等不良現象。因此，出刃的大小應根據岩石性質來考慮，實際工作中可參考下表進行選擇。
岩石性質 內刃（mm） 外刃（mm） 底刃（mm）
松軟、弱至中等研磨性岩石 1.5-2.5 2.5-3 2-3
中硬、強研磨性岩石 1-2 1-2 1.5-2.5
④鑲焊角：合金顆粒與鑽頭唇面的夾角，一般採用正前角鑲焊，這種鑲焊切削具有自磨作用也有利於排粉，但所需軸向壓力要較其他方法大些。
⑤水口及水槽：起到沖洗液流通冷卻鑽頭和攜帶岩粉的作用，其形狀與大小應根據岩層性質、鑽頭結構形式、沖洗液種類的不同而考慮。一般地，水口面積的總和要大於鑽頭與岩心之間或鑽頭與孔壁之間的環狀面積，以減少循環阻力。
4合金鑽進技術參數
合金鑽進的技術參數主要包括鑽壓、轉速和沖洗液量。它們對鑽進效率、鑽孔質量、磨料消耗、施工安全等直接有關系。在操作過程中，應根據岩石的物理機械性質、鑽頭結構、鑽探設備和鑽具的可能性以及鑽孔質量要求等條件來合理掌握，並通過實踐當中進行修正、總結出適合礦區的最優鑽進技術參數。
①鑽壓：合理的鑽壓應該既保證鑽頭耐久性又獲得最大的平均機械鑽速。在其它條件不變的情況下，在一定范圍內，鑽速隨著鑽壓的增加而成比例地增加。實踐證明：鑽速的提高主要是依靠鑽頭壓力的增加來實現。但壓力過大會導致崩刃、鑽具折斷、鑽孔彎曲、軟岩層中容易燒鑽等事故。鑽壓可通過下式進行計算：
鑽頭總壓力 = 每顆切削具上應加的壓力（如柱狀合金70-120kgf/顆） X 鑽頭上切削具的顆數
實際工作中應該根據所鑽的岩層性質而選擇的合金切削具型式和鑽頭的排列與數目進行初步計算，同時在施工中不斷總結出最優的鑽壓。
②轉速：鑽具轉速有二種表示方法，一是鑽頭每分鍾的回轉數（轉/分），另一個是用鑽頭的圓周速度V（米/秒）來表示。 V = [π（D + D1）n ]/（2X60）
生產實踐表明：在一定條件下，提高鑽頭轉速可增大鑽速，但超過最優值後反而隨轉速的增高而使鑽速降低。一般情況下，在軟至中硬岩中鑽進時，可採用較高的轉速；在堅硬和強研磨性岩石或非均質和裂隙發育的岩石中鑽進，則應降低轉速；深孔或大口徑鑽進也應降低轉速。
③沖洗液量：沖洗液量的大小應根據岩石性質和鑽孔直徑等因素而定。一般地，在軟岩層中鑽進因進尺快所產生的岩粉多而選擇較大的沖洗液量；在岩石顆粒粗比重大的岩層鑽進也應相應加大沖洗液量；在大直徑孔、深孔鑽進時，鑽桿和孔壁滲漏多也應加大沖洗液量；而在鬆散、破碎地層鑽進，為防止沖蝕岩心和沖垮孔壁，應選擇較小的沖洗液量。沖洗液量Q的大小一般用經驗公式進行計算：Q = KD K—經驗系數（6—15l/cm.min）D—鑽頭直徑（cm）
實際鑽進工作當中，各參數之間有著密切的聯系，要達到合理的配合，其配合關系大致如下：
岩石 鑽壓 轉速 沖洗液量
研磨性大的硬岩石 大 小 小
裂隙岩層 小 小 相應地小
軟岩 小 大 相應地大
設計中可根據下面的技術參數表的數據范圍內根據礦區地層岩性特點加以選擇，同時應在實際工作中摸索出適合礦區地層的最優技術參數。
不同岩層鑽進技術參數范圍表
岩石級別 鑽進技術參數
鑽頭壓力 轉速
(rpm／min) 泵量
(L／min)
取心鑽頭
（kg／粒） 刮刀鑽頭
（kg／cm）
1～4級 50～60 100～120 200～350 ＞80
5～6部分7級 80～120 120～150 150～250 ＞80
註：（1）針狀硬質合金塊每塊能承受的壓力為150～200kg；
（2）100型鑽機的泵量，以水泵最大有效排水量送給。
（3）刮刀鑽頭單位壓力（kg／cm）中的cm，系指鑽頭直徑。
5 合金鑽進注意事項
採用合金鑽進，除了合理選用鑽頭結構和鑽進技術參數外，還必須有正確的操作方法，才能達到提高鑽進效率和鑽頭使用壽命的目標。因此，應注意以下幾方面：
①新鑽頭入孔內，應離孔底0.5米以上並輕壓慢轉掃至孔底，以防止新鑽頭被擠夾住。掃孔時速度要慢，以防止合金崩刃或因孔底有殘留岩心而堵塞。
②要經常保持孔底清潔。孔內的岩粉、崩落的合金須及時撈取，孔內有殘留岩心在0.5米以上或有脫落岩心時不得下入新鑽頭。
③為保持孔徑一致，鑽頭應排隊使用。原則是先用外徑大內徑小，後用外徑小內徑大的。
④正常鑽進壓力要均勻，不得無故提動鑽具，並隨著合金的磨鈍逐步加大壓力。發現岩心堵塞時要及時處理，無效時立即提鑽以防止孔內事故。
⑤合理掌握好回次進尺時間。合金鑽進時因磨料逐漸磨鈍而出現鑽孔縮徑和鑽速逐步下降，因此，為避免下一回次的擴孔、起下鑽時間和提高回次效率，應當確定合理的回次進尺時間，這是提高鑽速的有效措施之一。可通過計演算法或作圖法進行現場確定，各礦區地層情況不一，在此無法具體給出數據。
回次鑽速= （回次累計進尺）/（鑽進時間累計 + 起下鑽時間）
二、金剛石鑽進
1 金剛石鑽進的優點：與其它方法相比具有如下優點：
①鑽進效率高；②鑽孔質量好（採取率可達90%以上，岩礦心代表性好，岩礦心光滑完整、無選擇性磨損和富礦流失、污染等現象，鑽孔彎曲小）；③事故少；④勞動強度低；⑤成本低；⑥應用范圍廣。
2 金剛石鑽頭
在這里我們要了解和掌握金剛石鑽頭的組成、類型和規格及其結構等知識，才能在進行設計或審查設計時對礦區所選擇使用的鑽頭是否合理做出一個評價。
①鑽頭的組成：由三個部分組成，即金剛石、胎體、鑽頭體。
金剛石：分底刃、邊刃、側刃金剛石。底刃用於克取岩石，要選擇晶形較好的金剛石；邊刃主要用於克取岩石並要保內外徑。因此要選擇質量最好的金剛石；側刃僅用於保內外徑，可選擇較次質量的金剛石。
胎體：是鑽頭底部包鑲金剛石的一圈假合金，採用粉末冶金法或電鍍法製成各種需要的形狀，用來包鑲金剛石顆粒並牢固地與鑽頭體焊接在一起。胎體部分開有水口，供沖洗液流通之用。金剛石鑽頭胎體硬度一般在HRC20—50之間，要根據礦區岩性研磨性、破碎程度等因素來合理選擇鑽頭胎體硬度。
鑽頭體：鑽頭鋼體部分，用中碳鋼製作，上部車有絲扣，用來與擴孔器連接。
3、合理選擇金剛石鑽頭與磨料
生產實踐證明，金剛石鑽頭並非能全部順利鑽進各類岩石，在某些岩層中鑽進鑽速非常低甚至不進尺（如俗稱的「打滑地層」）。因此，必須根據岩石的硬度、強度、研磨性、完整度進行合理的選擇，做到鑽頭分層選用「對號入座」，以充分發揮金剛石鑽進的優越性。如果選擇不當，不但不能發揮其效能，相反會增加金剛石的消耗量使鑽探成本增加、事故增多、效率低、質量差，因此必須在設計與實際工作中重視這項工作。
3.1分層鑽進的選擇原則
①在中硬至堅硬岩層以及中、強研磨性岩層、破碎岩層中宜採用孕鑲鑽頭鑽進。
3.2金剛石鑽頭選擇的基本原則
3.2.1鑽頭型式的選擇原則
應根據岩石研磨性、完整度和可鑽性進行選擇。表鑲鑽頭適用於軟的、中硬完整岩層鑽進；孕鑲鑽頭適用於硬的、堅硬的、破碎的和軟硬不均的、裂隙性的岩層鑽進。
3.2.2鑽頭胎體的選擇原則：在研磨性強，很破碎、較軟、顆粒度粗的岩層鑽進所選擇的胎體硬度應大；反之，研磨性弱、均質完整、硬度大、顆粒度細的岩層所選用的胎體硬度應偏軟；而在研磨性強、硬度特硬的岩層不應選用偏軟胎體，而是要選擇特硬的胎體，否則胎體很快被岩層磨損使鑽頭失去工作能力。
3.3.3具體選擇條件：根據上述原則，目前常用的人造孕鑲金剛石鑽頭的金剛石濃度、粒度和胎體硬度的具體設計和使用時可按下表從不同廠家生產的鑽頭中選擇適合礦區地層的鑽頭。
岩石性質 堅硬 中硬 軟
金剛石粒度 細
100目 80—46目 粗
46目
金剛石濃度 低
50% 50—75% 高
100%
胎體硬度 較軟
HRC30± HRC40 較硬
HRC40—50
4合理使用金剛石鑽頭與擴孔器
目的在於以最小的金剛石消耗量，取得最高的機械鑽速和最長的鑽頭使用壽命，達到降低成本。其原則是：先用外徑大的，後用外徑小的。同時也應考慮先用內徑小的，後用內徑大的。這樣做的好處在於：
4.1使鑽頭的外徑與孔底部位的孔徑盡量吻合，避免掃孔；
4.2使鑽頭內徑與卡簧內徑和殘留岩心外徑盡量吻合，防止掃岩心而造成岩心堵塞或損壞鑽頭；
4.3防止鑽頭、擴孔器下不到底被擠卡造成事故；
4.4可防止單個鑽頭連續進行多回次鑽進而形成「喇叭形「鑽孔，造成長距離掃孔；
4.5可使鑽頭與擴孔器均勻磨損以延長壽命，降低成本。
5鑽頭與擴孔器、卡簧的配合
5.1擴孔器外徑與鑽頭外徑的配合
擴孔器外徑過大，形成「台階式」鑽進，擴孔器易崩刃或過早磨損，導致鑽進效率低；而擴孔器外徑過小就起不到擴孔的作用導致鑽頭過早磨損。因此，擴孔器的外徑與鑽頭外徑的合理配合尺寸為：擴孔器外徑比鑽頭外徑大0.3—0.5mm，在堅硬岩層中不得大於0.3mm。
5.2鑽頭內徑與卡簧自由內徑的合理配合
卡簧內徑是岩心進入內管的第一道「關口」，若卡簧內徑過大，則取不上或卡不住岩心而造成岩心脫落或殘留孔底過長；而卡簧內徑過小，則會造成岩心堵塞或岩心頂死卡簧被迫提鑽。因此，它們間的配合尺寸是：卡簧自由內徑比鑽頭內徑小0.3—0.4mm。現場機台使用時應有2至3種規格的卡簧供機台選擇，在使用時先用內徑小的後用大的。值得注意的是短節與卡簧座為過渡配合，卡簧座的下端與鑽頭內台階應有4—5mm的間隙（防止岩心堵塞）。
6金剛石鑽進常見事故的預防措施
6.1如何防止岩心堵塞
實際鑽進中，當岩層節理發育、岩石破碎或因工藝規程不合理及操作不當，鑽具配合不好等因素存在時，將容易導致岩心堵塞。採取單動雙管鑽具鑽進或專門的取心工具來進行預防。單動雙管的內管有扶正岩心、減少鑽具曠動和容納岩心的作用，同時卡簧座與鑽頭內台階必須有3至4mm的間隙，以保證內管自由扶正岩心從而防止堵塞；而在節理發育、破碎傾角大的岩礦層中應設計帶容納管的或活塞式的等專門取心工具。另外要保證岩心順利進入內管，主要的措施有：內管光滑平直；雙管內設減振機構或加半合管；良好的卡簧自由內徑和鑽頭內徑的配合；精心操作，技術參數穩定，不無故提動鑽具等。
6.2如何防止燒鑽事故
當井底鑽頭得不到充分冷卻時將會發生燒鑽，燒鑽事故嚴重時會伴隨惡性卡鑽和斷鑽桿等孔內事故，因此應該做好預防工作。
燒鑽事故主要原因：鑽桿中途滲漏，到達孔底沖洗液量不足；水泵工作不正常；岩心堵塞不及時提鑽；孔底岩層漏水；鑽速過快岩粉沒及時排清等方面的原因都會引起燒鑽事故。
事故徵兆：泵壓突然增高，返水變小；回轉阻力增加，進尺變慢或不進尺；機械運轉不正常；柴油機聲音異常或電動機電流表值增高等均是發生燒鑽事故的徵兆。
預防措施：①要防止沖洗液從鑽桿漏失。可在提鑽時認真檢查鑽桿磨損情況，不合格都及時更換；下鑽時鑽桿接頭絲扣纏棉紗等措施。
②要防止泵量不足。可通過經常檢查水泵、使用變數泵和抗震性能好的抗震壓力表和隨時檢查水眼、水路是否暢通來實現；
③較軟地層控制鑽速，不得盲目加壓追求進尺。地層由硬變軟時，壓力要隨之改小。
④經常修磨水口、水槽。要求水口高度不小於3mm，水槽深不小於1.5mm。
⑤精心操作。操作者隨時觀察泵壓表、孔底壓力表、電流表（使用電動機時），孔內返水情況，觀察進尺速度和動力機的負荷變化，發現異常立即提鑽。
⑥下鑽不能一次到孔底，必須離孔底0.5m以上開泵送水待循環暢通後再慢速回轉下放鑽具到孔底。
⑦發現岩心堵塞或蹩泵時，應立即提鑽。不得用加大壓力或加快轉速的辦法來處理。
⑧保持孔內清潔，殘留孔底岩粉不得超過0.3m。同時也要經常清除清除沖洗液凈化系統內的雜物異物和沉渣。
8金剛石鑽進技術參數
在正確選擇金剛石鑽頭的情況下，金剛石鑽進效率取決於鑽進規程參數的合理調節，即鑽頭軸向載荷、鑽頭轉速和沖洗液量。許多可變因素對規程參數均有直接影響，如岩石物理機械性質、鑽頭類型、鑽孔直徑和深度、所用設備與鑽具等。金剛石鑽進所採用的是以高轉速為主體的鑽進規程，轉速參數的變化影響鑽進效果非常明顯。評價所選擇的鑽進規程的合理性，主要是根據鑽速、鑽頭進尺和單位進尺金剛石的消耗量（克拉/米），其中以單位進尺金剛石消耗量和鑽頭進尺尤為重要。在實際工作中應結合以下的分別論述根據礦區地層岩性特點和選擇的設備、孔徑和深度等因素，綜合選定出自己所在礦區施工的技術參數范圍，而不是盲目在設計中套用規程參數。
8.1鑽壓
是指鑽進過程中直接加在鑽頭上的軸向壓力。合適的鑽壓可保證金剛石鑽頭有效地破碎岩石，效率高、進尺多、金剛石消耗量少。鑽壓低於岩石抗壓強度時，金剛石無法克取岩石而在岩石上滑動並迅速被拋光；鑽壓過大會造成孔底岩屑聚集而使鑽頭胎體磨損過快，金剛石消耗量大，導致鑽速不高甚至糊鑽和燒鑽。
選擇壓力時要根據岩石的可鑽性、研磨性、完整程度、鑽頭類型、金剛石的質量、數量和粒度以及鑽頭克取岩石的環狀面積等，籠統地按鑽頭直徑推薦鑽壓是不夠全面的。一般地，從岩石性質的角度在軟或弱研磨性岩層中用較小的鑽壓；在完整、中硬到堅硬或中等研磨性的岩層中適當加大鑽壓；在破碎裂隙和非均質的岩層中應視裂隙程度適當減小鑽壓（減少25—50%）。從鑽頭類型上看，口徑大、壁厚、胎體較硬時，用較大的鑽壓，反之用較小的鑽壓，值得注意的是如果用表鑲鑽頭時所採用的鑽壓要較孕鑲鑽頭大，以利於金剛石能壓入所鑽岩石產生體積破碎。從鑽頭的成份看，當所有的鑽頭金剛石品級高、質量好，量多、粒度大時，鑽壓應大些，反之應小些。同時，在實際工作中，確定鑽壓時也應考慮鑽頭的新舊程度和估計好鑽壓在孔底的損失，新鑽頭在初磨階段應用較小的鑽壓（200—300kgf）等正常出刃後方可用正常鑽進壓力；孔底損失主要是受孔深與泵壓的影響，隨著孔深的增加，鑽柱與孔壁間的磨擦及泵壓的增大抵消了部分鑽壓，因此也要相應地加大鑽壓以保證鑽頭有效地破碎岩石。
設計時，可根據下列公式進行計算：
表鑲鑽頭的壓力：P = （0.66—0.76）g m p
式中P—表鑲鑽頭總壓力（kgf）；
g—鑽頭上的金剛石的克拉數；
m—金剛石粒度（粒/克拉）；
p—經驗單位壓力（1.5—2.5kgf/粒）；
0.66—0.76是系數，表示實際克取岩石的金剛石數量為鑽頭總克拉數的66—76%。孕鑲鑽頭壓力的計算：P = F p 式中：P——鑽頭總壓力（kgf）； F——鑽頭環狀克取面積（cm2），F=π/4 （D2 – d2）
D——鑽頭外徑（cm）d——鑽頭內徑（cm）
8.2轉速
轉速是主要技術參數之一，金剛石鑽進破碎岩石時切入深度小（百分之一到千分之一毫米），想獲得高的鑽速就必須採用較高的轉速。生產試驗研究表明，在一定范圍內，轉速越高，鑽速也越高。因此，在實際工作當中，當岩層比較完整、管材有足夠的強度和穩定性、配有潤滑劑、設備能力允許的情況下，應該選用較高的轉速。值得注意的是，當轉速超過一定的限度時鑽速會下降且嚴重影響鑽頭壽命，國內長壽命鑽頭一般均在800rpm/min下獲得。一般地，孕鑲鑽頭出刃很小，切入岩石的深度更小，為獲得較高鑽速，要求線速度達到1.5—3.0m/s；表鑲鑽頭的出刃較孕鑲鑽頭大，轉速過高時容易引起振動而損傷金剛石，因此表鑲鑽頭的線速度要求在1.0—2.0m/s。
轉速的選擇應從鑽孔深度、設備能力、鑽孔結構及岩石性質等方面綜合考慮。深孔鑽進時，鑽具重量大受力情況復雜，鑽具回轉所消耗的功率也大，受功率和鑽具強度的限制以及在泵壓和泵量不足時，轉速應該降低；淺孔鑽進可選用較高的轉速；鑽孔結構簡單，鑽具級配合理時，適當採用高轉速；反之，鑽孔結構復雜，鑽桿與孔壁間隙大時，鑽具穩定性差，則不宜開高轉速。在完整岩層應採用高轉速；在岩層破碎、裂隙發育、軟硬不均時鑽具振動大，容易損壞金剛石，應降低轉速。轉速的劃分為高、中、低三個范圍，高轉速一般在700—800rpm/min甚至1000rpm/min以上；中轉速一般在400—600rpm/min；低轉速一般在200—300rpm/min，最低速100rpm/min左右。那麼在設計和實際工作中，可根據上面的這些選擇原則，先確定採用多大的線速度，通過V = πDn/60 進行換算出轉速n，式中：V是線速度（m/s）、D鑽頭平均直徑（m）、n是鑽頭轉數(rpm/min)。同時根據鑽孔深度、設備能力和岩石性質等因素綜合考慮後確定合理的轉速。
8.3沖洗液量
一般地說，金剛石鑽進要求不大的泵量和較高的泵壓，同時也要求泵量均勻連續，有較高的流速。其原因在於孔底與孔壁間隙小加之岩粉顆粒細，必須要有較高的上返流速和較大的沖洗液壓力才能克服流動阻力。因此，鑽探工作中要求使用變數泵作為沖洗液的輸送設備。確定泵量時考慮因素是岩石性質、鑽桿與鑽孔的環狀間隙、鑽頭類型、金剛石粒度、胎體性能等主要因素。泵量的確定原則如下：
從岩石性質角度看：鑽進堅硬、顆粒細的岩層時，因鑽速低、顆粒細岩粉少，可用較小的沖洗液量；軟的、中硬、顆粒粗的岩層。因鑽速較高，沖洗液早應用大些；在裂隙、輕微漏失的岩層中鑽進，為補償一些漏失應用較大的沖洗液量；鑽進研磨性高的岩層摩擦產生的熱量多，用較大的沖洗液量，但注意如果太大會在強烈的液流作用下沖蝕鑽頭胎體而使金剛石顆粒過早暴露導致崩刃脫落。
從鑽頭類型看：孕鑲鑽頭鑽進時用大的沖洗液量，原因是轉速高需要及時冷卻胎體避免金剛石損傷和防止胎體磨損過快。表鑲鑽頭出刃量較孕鑲鑽頭大，排粉和冷卻條件好，沖洗液量較孕鑲鑽頭小。
從環狀間隙看：鑽孔環狀間隙內岩粉的下沉速度一般在0.1m/s，沖洗液的上返流速超過下沉速度時方可攜帶岩粉至孔口。因此，金剛石鑽進時要求沖洗液上返流速在0.3—0.5m/s。當沖洗液上返流速超過0.5m/s時，會沖刷岩石和孔壁上不穩固的岩石，容易導致事故的發生。
從鑽孔深度看：孔深的增加，鑽桿接頭處的滲漏也增加，泵量應適當增加。
泵量的計算可用經驗公式：Q = K D
式中：Q——泵量（l/min）；D——鑽頭直徑(cm)；K——經驗系數，取5至8。
根據上述，在設計或實際工作中，可先從直徑大小初步計算出沖洗液量，再結合所在礦區的鑽進岩石性質、鑽孔深度、採用的鑽頭類型、鑽具級配等方面綜合考慮確定合理的沖洗液量。
關於泵壓問題：金剛石鑽進鑽孔環狀間隙小，鑽頭水口窄，過水斷面小，因此流動阻力大從而泵壓較高。泵壓的損失包括地表管路、鑽桿內孔、雙管、鑽頭和環狀間隙幾部分，其中地表管路（包括高壓膠管、水龍頭、主動鑽桿等）、雙管和鑽頭的壓力損失大約8個大氣壓；每百米鑽桿約損失2個大氣壓。設計時在設備選擇中應該將這些因素考慮在內。同時，在實際工作中，可根據泵壓的變化來判斷孔內情況作出相應的處理對策。一般地，鑽進過程中泵壓發生小幅度的上升或下降現象，是孔底換層的徵兆，這時要注意進尺情況和鑽具響聲，必要時可調整鑽進參數（包括三個參數），以防岩心堵塞；泵壓如果大幅度增高，是發生嚴重堵塞的反映，要盡快將鑽具提高孔底以防止發生燒鑽；如果泵壓大幅度下降，多半是鑽桿折斷或脫扣，應立即停車檢查。因此，鑽進過程中經經常觀察泵壓的變化，嚴防送水中斷和中途泄漏，同時也要配備性能良好的泵壓表，以便幫助迅速地判斷孔內情況。
8.4技術參數的合理配合
鑽壓、轉速、泵量三者間是相互配合與相互制約的一種關系。在一定條件下存在最優的配合關系，這種最優關系稱最優鑽進規程。只有在最優的規程下鑽進。才能在以最小的金剛石消耗量獲得最高和鑽速和較長的鑽頭壽命，達到優質、高效、低成本和安全的目的。
一般地，在較軟地層鑽進，採用高轉速、大泵量和適當的壓力；在堅硬的研磨性強的岩層鑽進，則採用大鑽壓和適當的轉速和泵量；在裂隙發育的破碎岩層和研磨性強的岩層鑽進，則採用最小限度的鑽壓、轉速中低和適當的泵量；在「打滑層」中鑽進，應用大鑽壓、中低轉速和適當的泵量。
總之，各參數的合理配合要結合實際情況加以摸索、總結，不斷積累經驗，逐步豐富和完善礦區的鑽進工藝規程。
繩索取心鑽進規程參數較普通金剛石鑽進參數大些，這主要取決於鑽頭唇面的不同而引起的，其鑽壓較普通外頭大些，轉速在動力條件允許情況下宜選擇高轉速，而水量因環狀間隙很小應採用比普通雙管要小（一般35—35升/分），具體在此就不講了。
9鑽具的的選擇
目前我區鑽探中除了開孔使用單管外，換徑後一般均採用雙管鑽具進行鑽進，雙管鑽具分單動雙管和雙動雙管鑽具，各礦區可根據所鑽地層岩性特點與取心難易來靈活選擇。
………… 寫個設計吧 ——餘下一點寫不下了！