曾宏華 韋鋒

摘要：隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的高速發(fā)展， 金剛石已日益成為重要的工業(yè)原料， 廣泛應(yīng)用于冶金、煤炭、石油、機(jī)械、光學(xué)儀器、電子工業(yè)和空間技術(shù)部門。金剛石以其硬度冠世界萬物之首的地位而難以為別物取代。特別是近幾十年來人造金剛石的飛速發(fā)展， 又以其多用的性能、低廉的價(jià)格正在開拓更多的使用領(lǐng)域。

關(guān)鍵詞：金剛石;鉆頭;壽命

在礦山巖芯鉆探施工中，鉆探材料的消耗是鉆探成本的一個(gè)重要組成部分，鉆探材料主要包括油料、泥漿材料、金剛石鉆頭、擴(kuò)孔器以及鉆桿、鉆桿接手等等。這其中鉆頭的消耗又是占據(jù)鉆探材料消耗的重頭，因?yàn)榻饎偸@頭的成本比較高，一個(gè)鉆頭若使用不當(dāng)，鉆進(jìn)不了幾米就報(bào)廢了，這樣鉆頭成本消耗攤到鉆探米進(jìn)尺成本中去計(jì)算，那是十分驚人的。因此根據(jù)鉆探施工巖層情況，合理地選用與之相匹配的鉆頭進(jìn)行鉆探施工，使金剛石鉆頭使用壽命得到有效提高，這是巖芯鉆探施工過程中降低材料成本的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。那么如何提高金剛石鉆頭的使用壽命，現(xiàn)就我隊(duì)近幾年在鉆探生產(chǎn)中使用的金剛石鉆頭情況并從以下幾個(gè)方面粗淺的談幾點(diǎn)看法，供同行們參考。

1優(yōu)化金剛石鉆頭使用的理念

在現(xiàn)有的金剛石使用中還存在著過度重視自身使用經(jīng)驗(yàn)等方面的問題。這就決定了金剛石鉆頭使用壽命的提高應(yīng)首先改變錯(cuò)誤金剛石鉆頭使用的理念，也就是說，應(yīng)堅(jiān)持科學(xué)打鉆理念的應(yīng)用，以科學(xué)的工作態(tài)度為基礎(chǔ)，以金剛石鉆頭使用以及實(shí)際鉆探工作的規(guī)律為依據(jù)，來優(yōu)化金剛石鉆頭使用的理念。強(qiáng)調(diào)的是應(yīng)貫徹鉆探工作中全過程的金剛石鉆頭使用效率提高的科學(xué)理念。

2金剛石鉆頭的選擇與使用

（1） 正確、合理選擇金剛石鉆頭。必須依據(jù)巖石的物理力學(xué)性質(zhì)（如巖石的硬度、強(qiáng)度、研磨性、可鉆性以及完整度等）選擇金剛石鉆頭（擴(kuò)孔器）的類型、胎體硬度、金剛石質(zhì)量、硬度和濃度及鉆頭結(jié)構(gòu)特征（鉆頭底唇形狀有矩形、圓形、半圓形、階梯型等）。選擇的原則是“對(duì)號(hào)入座”，即巖石結(jié)構(gòu)致密、晶粒很細(xì)、硬度及抗壓強(qiáng)度強(qiáng)的巖層應(yīng)選擇軟胎體、低目數(shù)、低濃度的金剛石鉆頭（擴(kuò)孔器），以保證鉆進(jìn)中金剛石的出露、防止打滑;反之，對(duì)研磨性強(qiáng)又不甚堅(jiān)硬的巖層，應(yīng)相應(yīng)增大金剛石鉆頭目數(shù)和濃度，并提高金鋼石鉆頭（擴(kuò)孔器）胎體硬度。

（2） 正確、合理使用金剛石鉆頭。金剛石鉆頭使用原則是“先用外徑大、內(nèi)徑小的，后用外徑小、內(nèi)徑大的”，同時(shí)，還應(yīng)分組和排隊(duì)輪換使用。每回次終了提鉆后要用游標(biāo)卡尺量取鉆頭內(nèi)、外徑并添入鉆頭卡片，按其新的尺寸再行排隊(duì)使用。

3優(yōu)化正常鉆進(jìn)的操作流程

金剛石鉆頭在正常鉆進(jìn)的時(shí)候，應(yīng)從鉆探工作的實(shí)際情況出發(fā)，進(jìn)行流程的優(yōu)化。首先應(yīng)做好鉆具密封方面的工作，下鉆時(shí)應(yīng)對(duì)鉆桿的連接絲扣進(jìn)行涂抹絲扣油與纏繞棉線的操作，通過這些操作來避免送入孔內(nèi)的沖洗液在使用中途出現(xiàn)流失所導(dǎo)致孔口返水情況的發(fā)生，有效的避免燒鉆事故的出現(xiàn)。第二，在正常鉆進(jìn)的過程中，對(duì)新鉆頭下入孔底后應(yīng)采用三分之一正常壓力的方式進(jìn)行慢轉(zhuǎn)，時(shí)間應(yīng)控制在鉆進(jìn)10秒左右，接下來在用正常的鉆進(jìn)技術(shù)參數(shù)

實(shí)施操作。在鉆進(jìn)實(shí)施中，應(yīng)注意鉆機(jī)壓力表的示數(shù)，如果發(fā)現(xiàn)存在問題應(yīng)及時(shí)采用措施進(jìn)行處理。當(dāng)正常鉆進(jìn)過程中碰見地層變化時(shí)，應(yīng)及時(shí)對(duì)鉆進(jìn)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，尤其是在地層由硬變軟時(shí)控制好鉆進(jìn)速度。第三，在正常的鉆進(jìn)操作中，上提鉆具或者下放鉆具的情況下，應(yīng)避免出現(xiàn)碰撞，禁止在地面進(jìn)行拖拉的操作方式。應(yīng)對(duì)上下鉆速度進(jìn)行合理的控制，避免因?yàn)槌槲饔玫拇嬖诙a(chǎn)生激動(dòng)壓力情況的存在，這些情況會(huì)造成對(duì)孔壁的穩(wěn)定等方面的負(fù)面影響。最后在進(jìn)行擰卸金剛石鉆頭的操作時(shí)，應(yīng)采用摩擦式自由鉗等進(jìn)行擰卸，不能用管鉗擰卸，只有這樣才能有效的避免人為機(jī)械所導(dǎo)致的金剛石鉆頭使用壽命的降低。

4鉆具合理組配及沖洗液選型

（1） 經(jīng)常檢查并保持雙管接頭及繩索取心鉆具的良好單動(dòng)性能;鉆頭與擴(kuò)孔器、卡簧與卡簧座、鉆頭內(nèi)徑與卡簧內(nèi)徑以及繩鉆鉆頭內(nèi)臺(tái)階與卡簧座配合間隙必須符合規(guī)定要求。

（2） 選用加潤滑劑的低固相沖洗液，是提高金剛石鉆頭使用壽命的措施之一，除安裝合乎要求的循環(huán)系統(tǒng)外，應(yīng)設(shè)置除砂器或人工撈砂，凈化循環(huán)系統(tǒng)，使之降低金剛石鉆頭無蓋磨損，提高鉆進(jìn)效率。

5總結(jié)

隨著鉆探工作的不斷向“攻深找盲”發(fā)展，鉆孔的深度不斷被刷新，隨之而來的是地層的不斷變化和復(fù)雜，加上市場經(jīng)濟(jì)的波動(dòng)，材料的漲價(jià)、人工費(fèi)用的增，這些給鉆探施工帶來了前所未有的困難，鉆探施工單位稍不留神就有可能造成虧損。如何降低鉆探生產(chǎn)成本，成了施工中亟待解決的問題。而作為鉆探材料重頭之一的金剛石鉆頭選型使用，使其有效提高使用壽命，也使其成為降低鉆探生產(chǎn)成本的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。因此金剛石鉆頭使用被鉆探施工人員廣泛重視，從了解各種不同型號(hào)金剛石鉆頭的性能入手，并在此基礎(chǔ)上根據(jù)施工地層的變化不斷調(diào)整施工鉆頭的胎體硬度和鉆頭唇面，使金剛石鉆頭與巖層相互適應(yīng)，再配之合理的鉆進(jìn)技術(shù)參數(shù)，能使金剛石鉆頭的使用壽命發(fā)揮到極致，從而達(dá)到降低鉆探材料成本之目的。

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（作者單位：廣西壯族自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局桂林魯山基地管理處）