金刚石钻头水口对进尺效率的影响

2017-05-24 14:21:20 qjjx 171

金刚石钻头在高速钻进的时候产生了大量的热量和岩屑,为了保证冲洗液/泥浆液的正常循环,钻头胎体端面部分必须设计水口和内外水槽。水口的形状和数量对钻头的进尺效率都有一定的影响。

水口形状对进尺效率影响

目前常用的地质取芯钻头的水口形状有四种,分别是直水口、正螺旋水口、反螺旋水口及底喷水口。螺旋形的水口设计是为了解决在冲洗液或者是泥浆液的浓度很高的情况下循环不畅的问题,正、反循环水口分别对应正、反循环钻具的钻进,高速旋转时产生巨大的漩涡能加快液体流速进而达到高效进尺目的;底喷水口常用在绳索取芯钻头上,目的是防止水口堵塞造成烧钻,然而实际效果并不是很明显,对钻头的进尺效率反而有负面的影响,因此应用范围不广;使用最多的是直水口,不仅仅是这样的设计有助于钻头的加工,在实际钻进过程中更容易使岩屑排出,加快了液体循环的速度,保护钻头胎体的同时加快了进尺效率,目前钻头均采用这样水口的设计。

金刚石钻头

水口宽度对进尺效率的影响

钻头水口的宽度有4mm、6mm、8mm、10mm、12mm和14mm几种规格。越宽的水口,其能够配置更大泵量和泵压的水泵或者是泥浆泵,钻进效率会越高。同理的,水口数量越多单位时间内通过的水流量就越大,进尺效率也应该越大。但是,过多的水口会占据过多的胎体面积,使得切削岩石的金刚石的基体面减少,对高效钻进是不利的,同时钻头胎体牙齿承载面积变小,容易造成钻头掉胎的问题。因此,110mm金刚石钻头用了12个水口,既满足冲洗液的正常循环,同时合理的金刚石胎体切削面积保证了每颗单晶有足够的轴压进行钻进。

金刚石钻头

目前很多厂家生产超小齿的钻头,旨在减少钻头胎体和岩层的接触面积而达到加快进尺的目的,其实钻头进尺效率不光光是简单的水口因素决定的,过多的水口反而会使得金刚石难以得到足够的压力进尺岩石的吃入,钻进坚硬岩层光靠增加水口数量是达不到目的的,应该使用胎体度数为6-8度的金钻的钻头,这类钻头有合理的水口形状和数量,最重要的是它是极坚硬岩层的克星。


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