科学超深钻用钻头的特点

区别于石油钻井用钻头，科学深钻用钻头性能对最终地质效果及其钻探成本所起的影响大得多。究其原因，石油钻井主要是在沉积岩中钻进，主要是软、中硬岩层，以全面钻进为主，取心钻探的比例小，采用当代各种牙轮钻头和PDC等钻头是行之有效的；然而，我国13000m科学钻探除上述地层外，还要在硬、坚硬的结晶岩中钻探，取心比例相对也提高了，同时对钻孔质量的地质要求更高。

科学深钻用钻头的特殊性在于：

1）以总体方案中5%的取心比例，相比石油钻井起下钻所占的比重大为增加，尤其当钻头的适应性不好时表现更为突出，从而使每米钻探成本数倍乃至数十倍地增加。

2）科学钻探基本上是在硬、坚硬的结晶岩中取心钻探，除去中等研磨性岩层外，既可能遇到强研磨性地层，也可能遇到弱研磨性地层从而使钻头的适应性问题变得很突出。无论是优质天然金刚石表镶钻头或是孕镶钻头，都会由此导致钻头寿命减少或其钻速降低，从而使钻探经济指标严重恶化。因此，具有广泛的适应性的钻头，对于深孔和绳索取心钻探具有重要意义。

3）科学钻探用钻头应具有低钻压特性。这一特性是由诸多方面共同决定的。第一，从地质目的而言，一定规格孔径通常总是希望获取较粗的岩心，因此岩心管外管壁厚相对而言是“薄壁”的，也就不宜承受过大的钻压。第二，钻头低钻压是防止钻孔弯曲的重要技术措施之一。第三，钻头唇面的比钻压较小，金刚石钻头线速度越高，显然此时硬岩取心也相应地具有较高的钻速。这样在提高钻速的同时，也可以降低钻头磨损，在绳索取心钻探时尤为重要。此外，当采用孔底发动机钻探时，钻具的正常工作亦要求钻头的低钻压特性。

4）钻头应具有良好的钻探地质效果。要求钻头在碎岩机制上有利于保证岩心结构的完整性，力求有高的岩心品质；钻头唇面结构和低钻压特性有利于防止钻孔弯曲；钻头几何尺寸及其与卡簧座、卡簧和取心钻具内管的配合要有利于减小岩心堵塞，提高岩心采取率。可以说，钻头-卡簧-卡簧座-岩心管是一个相关的取心系统，其结构和几何尺寸的合理性是保证取心率和岩心品质的关键，是实现科学钻探地质目的的重要环节。

5）随着钻进深度（＞8000m）增加，岩性由脆性向塑性转变的趋势更大，势必导致岩石的黏塑性增加，研磨性强的黏塑性地层对切削具及碎岩工具的性能又有了新的要求。

螺旋钻机的施工要根据场地的地质条件选用钻头：(1)、中风基岩：配备截齿筒式取心钻头--锥形螺旋钻头--双层底的旋挖钻斗，或者截齿直形螺旋钻头--双层底的旋挖钻斗。(2)、淤泥、粘性不强土层、砂土、胶结较差粒径较小的卵石层，可配用双层底的钻挖钻斗。(3)、硬胶泥：选用单进土口的(单双底皆可)旋挖钻斗，或斗齿直螺。(4)、粘土：选用单层底的旋挖钻斗，如果直径偏小可采用两瓣斗或带卸土板的钻斗。(5)、胶结好的卵砾石和强风化岩石：需要配备锥形螺旋钻头和双层底的旋挖钻斗(粒径较大的用单口，粒径小的用双口)(6)、微风化基岩：配备牙轮筒式取心钻头--锥形螺旋钻头--双层底的旋挖钻斗如果直径偏大还要采取分级钻进工艺。(7)、冻土层：含冰量少的可用斗齿直形螺钻斗和旋挖钻斗，含冰量大的可用锥形螺旋钻头，需要说明的是，钻头用于土层(除淤泥外)皆有效，但一定有在没有地下水的情况下使用，以免产生抽吸作用造成卡死。一般土层螺旋钻头：主要适用于土层、砂土层、含有少量粘土的密实砂层以及粒径不大的砂石层中无循环钻进，该钻头所用切削具为铲形耐磨合金斗齿加截齿，结构为直螺旋，又分为单头单螺、双头单螺、双头双螺三种。单螺钻头由于清渣容易，回转阻力小，适合钻进卵石层和胶结性好的粘土层，双螺钻头携土能力强，导正性能好，适合钻进松散地层及软硬交错的地层。岩石专用螺旋钻头：主要适用于风化基岩、胶结性好的卵砂石地层及各种图纸的永冻土层中无循环钻进，该钻头所用切削具为尖部镶焊有钨钴硬质合金的美国进口截齿，结构为直螺和锥螺，根据地层和钻头甩土性能又可分为单头单螺、双头单螺、双头双螺。施工过程中，CFG钻机要注意螺旋钻头的合理使用，日常保养，在一定周期后要及时更换钻头。如有疑问，可登陆详查，希望能帮到你！

鹏仔微信 15129739599 鹏仔QQ344225443 鹏仔前端 pjxi.com 共享博客 sharedbk.com