优化钻进参数 控制冲击压力:根据岩石的硬度和钻头类型合理调整冲击压力。对于硬质合金切削齿钻头,在钻进硬岩时,适当的冲击压力可以帮助切削齿有效地破碎岩石,但过高的冲击压力会加速切削齿的磨损和破损。例如,在花岗岩地层中,冲击压力可控制在 15 - 20MPa 之间。如果冲击压力过高,超过 25MPa,硬质合金切削齿可能会因为承受过大的冲击力而出现崩齿现象。 调节旋转速度:旋转速度也对切削齿寿命有重要影响。对于聚晶金刚石复合片(PDC)切削齿钻头,在软岩中钻进时,适当提高旋转速度可以使切削过程更连续高效,但速度过快会导致切削齿过热。一般在页岩地层中,旋转速度可设置在
100 - 150 转 / 分钟。同时,在硬岩中,旋转速度应适当降低,以减少切削齿的磨损。 调整推进力:合理的推进力能够保证切削齿与岩石之间的良好接触,避免过度磨损。推进力过大,切削齿容易在岩石表面产生过度的摩擦和挤压,导致磨损加剧。在不同的岩石条件下,要根据实际情况调整推进力。如在砂岩地层中,推进力可根据钻头直径等因素调整,一般以每厘米钻头直径 3 - 5kN 为宜。 确保良好的排渣和冷却 排渣通畅:钻进过程中产生的岩屑如果不能及时排出,会在钻孔内反复研磨切削齿,大大缩短其使用寿命。凿岩台车应配备有效的排渣系统,如通过高压空气或冲洗液来排除岩屑。对于容易产生大块岩屑的硬岩地层,可适当增加排渣空气的压力或冲洗液的流量。例如,在石英岩地层中,排渣空气压力可提高到
0.8 - 1.2MPa,确保岩屑能顺利排出钻孔。 冷却措施:切削齿在钻进过程中会产生大量热量,特别是在高硬度岩石钻进或高速旋转钻进时。有效的冷却可以防止切削齿因过热而性能下降或损坏。除了利用冲洗液进行冷却外,还可以在钻头设计上考虑增加冷却通道。例如,一些先进的钻头在内部设置了螺旋式冷却通道,使冲洗液能够更好地带走热量,降低切削齿的温度。 正确的钻头使用和操作 保持钻进方向稳定:钻头在钻进过程中如果发生偏斜,切削齿会受到不均匀的力,容易导致一侧的切削齿过度磨损。凿岩台车操作人员应利用导向系统精确控制钻进方向,确保钻头垂直或按照设计角度钻进。例如,在隧道锚杆孔钻进时,严格控制钻头与隧道壁的角度,避免因角度偏差而使切削齿磨损加剧。
避免过度使用:当钻头的切削齿出现一定程度的磨损后,应及时更换或修复钻头,避免继续使用导致切削齿过度磨损甚至损坏。可建立钻头使用记录档案,记录每个钻头的使用时间、钻进地层、磨损情况等信息,以便准确判断钻头的剩余使用寿命。 钻头的维护和保养 及时清理:每次使用后,应尽快清理钻头上的岩屑、油污等杂质。可以使用专用的清洁剂和软毛刷进行清洗。特别是对于切削齿周围的区域,要仔细清理,因为岩屑容易在这里堆积,长时间不清理会对切削齿造成腐蚀。 定期检查和修复:定期检查钻头切削齿的磨损和损坏情况。对于轻微磨损的切削齿,可以进行适当的修复,如对硬质合金齿进行重新刃磨,恢复其刃口的锋利度。对于松动的镶齿,要及时加固,确保其在钻头体上的稳固性。