5.3 回转钻进
5.3.1 勺钻和螺旋钻进应符合下列规定:
1 勺钻和螺旋钻进可用于地下水位以上不易塌孔的砂土、粉土和黏性土。
2 回次进尺不应超过钻头长度。
3 钻进过程中,应根据地层变化随时调节给进速度和转速。
5.3.2 硬质合金钻进应符合下列规定:
1 硬质合金钻进可用于1级~6级岩层。
2 硬质合金钻头结构类型应根据岩土类别和钻探施工组织设计要求等合理选择,其结构参数宜按表5.3.2-1~表5.3.2-3选取。
表5.3.2-1 硬质合金切削具数量(颗)
表5.3.2-2 硬质合金切削具出刃
表5.3.2-3 硬质合金切削具镶焊角及刃尖角度
3 硬质合金钻进的技术参数应根据岩石性质、钻头结构、设备能力和孔壁的稳定性等因素合理选择,并应符合下列规定:
1)钻压应根据每颗硬质合金切削具需施加的压力确定,硬质合金切削具需施加的压力值宜按表5.3.2-4选取。
表5.3.2-4 硬质合金切削具压力值
2)钻头转速应根据钻头切削具切削速度和岩石性质确定,钻头切削具切削速度宜取0.5m/s~1.2m/s,钻进不同岩性的钻头转速宜按表5.3.2-5选取。
表5.3.2-5 硬质合金钻进转速
3)冲洗液量应根据单位时间内所产生的岩粉量、冲洗液上返速度和冲洗液类型确定。冲洗液上返速度宜取0.3m/s~0.5m/s,不同规格钻头的冲洗液量宜按表5.3.2-6选取。
表5.3.2-6 硬质合金钻进冲洗液量(L/min)
4 硬质合金钻进应保持孔内清洁,并根据岩层特性和钻具结构选用相应的卡心方法。
5.3.3 金刚石钻进应符合下列规定:
1 金刚石钻进可用于中硬以上岩层,一般聚晶金刚石复合片(PDC)钻头可用于4级~7级岩层,单晶孕镶金刚石钻头可用于5级~12级完整和破碎岩层,天然表镶金刚石钻头可用于5级~9级岩层。
2 表镶金刚石钻头和孕镶金刚石钻头结构参数应根据岩石的可钻性、研磨性及岩石的完整性确定,宜按表5.3.3-1选取。
表5.3.3-1 金刚石钻头与扩孔器
注:○为适用,×为不适用。
3 聚晶金刚石复合片钻头的结构参数应根据岩石的可钻性和完整性等选择,出刃宜符合表5.3.3-2的规定。
表5.3.3-2 聚晶金刚石复合片钻头出刃
注:d为聚晶金刚石复合片的直径。
4 金刚石钻进技术参数应符合下列规定:
1)钻压应根据岩石性质、钻头类型、钻头底唇面积、金刚石粒度、品级和浓度等选择,并宜符合表5.3.3-3的规定。
表5.3.3-3 金刚石钻头的钻压(kN)
注:聚晶金刚石复合片钻头随着复合片磨钝,钻压可逐渐增大。
2)钻头转速应根据岩石性质、完整程度及钻头直径选择,并宜符合表5.3.3-4的规定。
表5.3.3-4 金刚石钻头的转速(r/min)
3)冲洗液量应根据岩石性质、完整程度、孔壁环状间隙、钻头直径、冲洗液上返流速等确定,并宜符合表5.3.3-5的规定。
表5.3.3-5 金刚石钻进冲洗液量
注:1 金刚石钻进环状间隙上返流速应大于0.4m/s~0.7m/s;
2 孕镶钻头宜采用较大泵量,表镶钻头宜采用较小泵量;
3 聚晶金刚石复合片钻头的泵量可按表列数值增大20%~50%。
5 金刚石钻进钻头应排队使用,先用外径大内径小的,后用外径小内径大的,应保证钻头、扩孔器能正常下到孔底,并应做到不扫孔、不扫残留岩心,同时应及时记录每个回次钻头磨损情况。
6 钻头与扩孔器、钻头与卡簧应合理匹配。扩孔器直径应大于钻头直径0.3mm~0.5mm,卡簧的自由内径应小于钻头的内径0.1mm~0.3mm。
7 钻头下至距离孔底0.2m~0.3m时应开泵冲孔,然后用低转速缓慢扫孔至孔底,逐渐调整到正常钻进参数。
8 钻进过程中应注意观察泵压、钻压和转速(电流)的变化及 返水情况,不得随意提动钻具,发生岩心堵塞时应提钻处理。
9 金刚石钻进应保持孔底清洁。
10 金刚石钻进采用的单动双管钻具应符合下列规定:
1)单动性能良好。
2)钻具装配后内、外管应同轴,卡簧座底端与钻头内台阶的距离为3mm~5mm。
3)钻探现场使用的钻具应经常保持每种两套以上,并定期清洗注油。
5.3.4 金刚石绳索取心钻进应符合下列规定:
1 绳索取心钻进宜用于9级以下的岩层,可用于深孔和破碎岩层。
2 金刚石绳索取心钻进转速与普通金刚石钻进转速应相同,钻压应按钻头工作唇面或金刚石切削颗粒数量增加的比例增加,冲洗液量应保持上返流速1m/s~2m/s。
3 绳索取心钻具的使用应符合下列规定:
1)应选择寿命长、效率高的广谱钻头。
2)严禁回次进尺超过内管长度。
3)孔内漏水严重,钻孔为干孔时严禁采用自由降落方式投放内管总成。
4)内管到位后再扫孔钻进。
5)打捞器上应安装安全销或配置脱卡套等安全脱卡装置。
6)钻杆折断后,严禁下入打捞器捞取内管。
7)随时检查并及时更换磨损和变形的钻具。