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刮刀鑽頭的工作原理及使用注意事項

水井鑽機在施工中常用的鑽頭有刮刀鑽頭、牙輪鑽頭、金剛石鑽頭、硬質合金鑽頭、PDC鑽頭和特種鑽頭等,本文重點為朋友講解一下刮刀鑽頭的相關知識。

刮刀(翼片)鑽頭按刮刀片數目分為兩刀片鑽頭、三刀片鑽頭和四刀片鑽頭。

刮刀鑽頭圖片

1.刮刀鑽頭的結構

刮刀鑽頭的結構可分為上鑽頭體、下鑽頭體、刀翼和噴嘴四部分。

1)上鑽頭體

上鑽頭體位於鑽頭上部,車有螺紋用以連接鑽柱,側麵刨有裝焊片的槽,一般為合金鋼材質。

2)下鑽頭體

下鑽頭體位於上鑽頭體的下部,與上鑽頭體焊接在一起,內開三個水眼孔,用來安裝噴嘴,一般為合金鋼材質。

3)刀翼

刀翼是刮刀鑽頭直接與岩石接觸、破碎岩石的工作刃,也稱刮刀片。通常,刮刀鑽頭以其刀冀數量命名,如三刀冀的稱作三刮刀鑽頭,兩刀翼的稱作兩刮刀鑽頭或魚尾刮刀鑽頭。刀翼焊在鑽頭體上一般常用的為三刮刀鑽頭。

2.刮刀鑽頭的工作原理

刮刀鑽頭主要以切削、剪切和擠壓方式破碎地層。這幾種破岩方式主要是克服岩石的抗剪強度,它比克服岩石的抗壓強度來破岩的方式更為容易,岩石破碎大體分為以下三個過程:

(1)刃前岩石沿剪切麵破碎後,扭轉力矩減小,切削刃向前推進,碰撞刃前岩石。

(2)在扭轉力矩的作用下壓碎前方的岩石,使其產生小剪切破碎,扭轉力矩增大。

(3)刀翼繼續壓擠前方的岩石(部分被壓成粉末)。當扭轉力矩增大到極限值時,岩石沿剪切麵破碎,然後扭轉力矩突然變小;碰撞、壓碎及小剪切、大剪切這三個過程反複進行,形成破碎塑脆性岩石的全過程。

3.水井鑽機合理的使用刮刀鑽頭

1)刮刀鑽頭的適用地層

刮刀鑽頭適用於鬆軟至軟的各類土層以及泥岩、泥質砂岩、頁岩等塑性和塑脆性地層中鑽進。

2)水井鑽機使用刮刀鑽頭需注意的事項

(1)下井前的注意事項:

①搬放鑽頭不能猛烈碰撞,防止把硬質合金和人造金剛石聚晶以及鑽頭螺紋台肩碰壞。

②水井鑽機選用刮刀鑽頭,應測量其外徑和高度以及噴嘴尺寸是否符合設計要求,並做好記錄。

(2)操作注意事項:

①接鑽頭時絲扣必須用內外鉗緊扣,不能用單吊鉗緊扣,防止蹩斷刮刀片,以免損壞硬質合金。

②水井鑽機采用新的刮刀鑽頭下井時,開始時須用輕鑽壓鑽進0.5m後,鑽出與新鑽頭底刃形狀相適應的新井底後,再加到規定鑽壓鑽進。

③每次接好單根下放鑽具時,在鑽頭接觸井底前啟動轉盤,再下放到井底加壓鑽進。嚴禁加壓啟動轉盤,防止蹩斷刮刀片。

④在遇到軟硬地層交界麵時,為防止井斜和蹩鑽,應采用較小的鑽壓鑽進,穿過交界麵後再加壓到規定的鑽壓鑽進。

⑤要求均勻送鑽,嚴禁猛放猛壓,以防蹩壞刮刀片與井斜。

(3)起鑽時間的確定:

刮刀鑽頭起鑽時間由以下兩個方麵確定:一是機械鑽速顯著下降,蹩跳鑽現象家重或泵壓突然增高;二是參考類似地層施工鑽頭磨損情況,特別是外徑磨損以不小於同規格的牙輪鑽頭為準,避免下牙輪鑽頭時出現擴眼或劃眼現象。