何磊,马福江,沈怀浦,臧臣坤

(中国地质装备总公司,北京100102)

1 引言

金刚石取心钻进技术和全液压岩心钻机是当前固体矿床勘探的主导技术及装备,在实际钻探过程中,钻压、转速和泵量为三个基本工艺参数,其中,给进钻压为核心要素,保护金刚石钻头、有效地碎岩取心,获得最佳的机械钻速,都取决于是否能够得到稳定的钻压控制。

近年来,取心钻探口径、深度、地层复杂程度越来越大,对于全液压钻机的整体性能,尤其对于孔底钻压调控的要求越来越高。本文通过对全液压岩心钻机给进机构及其控制方式的分析,以探求在取心钻进过程中如何获得高效、安全、稳定、精准的钻压。

一般条件下,钻机给进系统应满足下列要求:

(1)可无级调节钻压,获取稳定的孔底钻压;

(2)可以无级地均匀调节给进速度;

(3)具有与动力头调速相对独立的控制系统;

(4)具有尽量长的给进行程,缩短辅助时间;

(5)具有足够大的起拔能力,孔内异常时,能迅速并强力起拔钻具;

(6)具有敏感的监控系统,能准确迅速地反映孔内情况。

2 液压给进系统的结构

在钻进过程中对孔底钻压的控制比较复杂,钻头吃入深度、岩石破碎区和钻头压力成正比,但压力过大,将会产生钻柱弯曲、钻头损坏,甚至因扭矩过大,造成脱扣、扭断、烧钻或胎体脱落等孔内事故,或造成钻孔偏斜等等。

一般情况下,为保证金刚石有效地破碎岩石,必须使金刚石接触面上的单位压力大于岩石的抗压强度,单位压力值小于金刚石的抗压强度。……