岩心钻探钻进方法1硬合金钻进
第三章 硬质合金钻进
脆性岩石破碎过程
• 将岩石看成纯粹脆性材料，其破碎表现为 剪切
• 钻进脆性岩石时，合金（切削具）以轴心压力C0 向下切入岩石，当合金与接触面的压强大于岩石 的抗压入强度时，则岩石发生脆性剪切，剪切体 向自由面崩出而呈现kok´破碎穴，如图 2-5所示。 • 当合金切入岩石h0深度后，在水平力Px的作用下， 产生水平剪切过程：首先将岩石块abc（图 2-6） 剪切掉，此时称为大剪切。当合金继续前进时， 合金刃尖前端不断产生小体积剪切，崩落出小体 积的岩屑；经过不断的小体积剪切后，合金刃前 与岩石接触面逐渐增大，直至又达到a´b´全面接 触时，然后又产生一次a´b´c´大剪切。
硬质合金钻进概念
• 硬质合金钻进是把不同几何形状和一定尺 寸的硬质合金块，按照一定要求镶嵌在钻 头体上，并按一定钻进规程破碎岩石而钻 孔的方法。
应用情况
• 硬质合金在岩心钻探中占有重要地位，我 国每年的钻探工作量，用硬质合金钻进法 完成的约占60%；在煤田地质勘探中约占 80%。
适用条件
• 硬质合金钻进，一般适用于可钻性为1～6 级及部分7～8级的岩石。钻孔直径为 35.5mm直至2000mm，常用的钻头直径为 75、91、110、130、150mm等规格。硬质 合金钻进可钻进任何角度的钻孔。
一般情况下，要求硬质合金具备以下性能：
• （一）硬度 一般岩心钻探用的硬质合金，其硬度应大于HRA50。 • （二）韧性 因钻进用的钻杆是弹性体，而所钻岩石又大都是非均质的， 故钻进时孔底载荷变化很大，所以要求合金的抗弯强度大 于1150MPa。 • （三）材料应成型，以便易于镶焊在钻头上。 • （四）应有一定的热硬性和导热性，以减少合金的磨损， 延长钻头的寿命。 • （五）硬质合金线膨胀系数比钢、铜小
硬质合金钻进技术参数
■ 一般情况下, 在软岩石或采用小口径钻进时, 可用高转速；当钻进研 磨性大的岩石或深孔钻进, 以及大口径钻进时, 应适当降低转速。
三、冲洗液量
■ 冲洗液量是指钻进时送入孔内的冲洗液的量, 有时也称为送水量或泵量。
■ 硬质合金钻进时, 衡量冲洗液量的指标有: ■ 总泵量Q—指送入孔内的总流量L/min。 ■ 单位泵量q—指每单位钻头直径的泵量L/s·m
。 岩粉量来确定；同时, 还应考虑到冲洗 液的质量。这对钻进效率有很大影响。
■ （一）冲洗液量对钻进的影响 ■ 从理论上看, 增大冲洗液量, 对提高
钻速有一定好处；当冲洗液量不足时, 孔 底颗粒大的岩粉不能被冲起, 从而造成 孔底重复破碎量的增大, 使破碎效率下 降；同时, 过多的岩粉堆积, 也造成合 金散热不好, 使温度增高, 耐磨性降低； 有时还易引起堵水、憋泵的现象。但过 大的泵量会冲毁岩心或孔壁, 并使钻压 下降, 使钻速降低。当采用大泵量时, 则必须给予一定的重视。
■ 在实际生产中, 经常采用两次加压法。两次加压法是在回次初期一个 较短的时 间内, 以不大的钻压钻进, 待合金消除 镶焊质量造成的出刃误 差而适应了孔底 的条件后, 再加全压（额定钻压）钻进。这种加压方 法, 获得了较好的效果。通 常以YG8合金镶焊的钻头, 在初期加压阶段 可采用额定钻压的3/5左右钻进20～ 30min；对YG4C合金钻头, 则初期 加压 钻进约40min。
三 硬质合金钻进技术参数
■ 钻进规程：一般指钻压（轴向压力）， 转速（回转速度）和冲洗液量（泵量） 三个钻进过程中可以控制的工艺参数。
一、钻压
■ 钻压也称轴向压力。硬质合金钻进表示钻压的方式有: ■ 单位钻压或单位压力: 表示每颗（或每组）合金上应加的钻压（压
硬地层取芯中的岩石可钻进性与钻进方法
地层取芯中的岩石可钻进性与钻进方法引言：在地层取芯中不同岩石理化特性有很大差异。
从宏观到微观通过研究岩石的理化特征，以及相应的钻进手段对对岩石钻进的影响对岩石钻进时钻进效率进行分析，做到高效钻进。
本文主要讨论的是硬地层取芯中的诸多问题。
首先我们探讨岩石的可钻性。
对不同岩石的理化性质进行逐步分析。
然后介绍目前常见的取芯钻进方式，在不同岩石和不同钻进方式之间建立对应关系，对不同岩是做到对症下药逐个击破。
钻进效率最优。
最后，会讨论一些钻进时的辅助手段，从另一个侧面提高钻进效率做到百尺竿头更进一步。
岩层的钻进方法钻进方法的分类方法很多，有的根据钻进目的分类，有的根据碎岩方式分类，还有的根据冲洗介质的种类以及循环方式分类。
根据钻进目的可分为地质钻进、石油钻进、水进钻进、工程施工钻进等。
根据机械碎岩方式可分为回转钻进、冲击钻进、螺旋钻进、振动钻进等。
在回转钻进中，根据所用的钻头不同又可分为金刚石钻进、硬质合金钻进、牙轮钻进以及钢粒钻进等岩石的力学性质岩石的力学性质是岩石在外力作用下表现出来的特性。
主要有变形特性、强度特性和表面特性。
变形特性：弹性、塑性和脆性强度特性：抗压强度、抗拉强度、抗剪强度和抗弯强度表面特性：硬度和研磨性岩石强度：岩石在载荷作用下变形到一定程度就发生破坏。
破坏前岩石所能承受的最大载荷，单位面积上的最大载荷。
根据受力条件不同，岩石强度又可分为抗拉强度、抗弯强度、抗剪强度、抗压强度。
有单向应力状态下的强度，多向应力状态下的强度。
岩石的硬度：岩石表面对工具压入的反抗特性。
岩石硬度与抗压强度有一定联系，又有很大区别。
岩石抗压强度是岩石整块抗破碎的能力。
岩石抗压入硬度为单向抗压强度的（1+2π）倍。
测定压入硬度实际上使岩样产生局部破碎，而这种局部破碎是在多向受压状态下进行的。
岩石的研磨性：在用机械方法破碎岩石的过程中，钻头与岩石产生连续的或间断的接触和摩擦。
钻头破碎岩石的同时，其自身也受到岩石的磨损而逐渐变钝。
岩心钻探技术经验规程
有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
3基本规定3.1钻孔口径系列地质岩心钻探口径系列是钻探工程最基础的规定，依照国际通用的标准采用R、E、A、B、N、H、P、S作为代号，规格代号及对应的公称口径见表1。
表1规格代号及对应的公称口径单位为毫米、、测定岩石可钻性的方法还有微钻法、破碎比功法、切槽法等，其指标也可作为确定岩石可钻性级别的参考。
3.3.2岩石研磨性岩石研磨性是岩石对碎岩工具的磨损能力。
岩石研磨性按标准钢杆研磨法分为三类八等；按标准金刚石杆研磨法分为三类四等，见表4。
表4岩石研磨性分类4.3.3.3列出钻孔设计孔深、开孔角度、穿矿口径、平均岩石可钻性级别见表7。
表6矿区钻孔设计工作量汇总表表10硬质合金镶嵌角（切削角）及刃尖角表11硬质合金钻头切削具出刃规格单位为毫米6.4硬质合金钻进注意事项6.4.1取心硬质合金钻头的规格要符合设计要求。
钻头上的合金应镶嵌牢固，不允许用金属锤直接敲击合金，超出外出刃的焊料应予清除，出刃要一致。
钻头切削具磨钝、崩刃、水口减小时，应进行修磨。
6.4.2新钻头下孔时应在距孔底0.5m～1m以上慢转扫孔到底，逐渐调整到正常钻进参数。
6.4.3孔内脱落岩心或残留岩心在0.5m以上时，应用旧钻头处理。
6.4.4下钻中途遇阻，不要猛蹾，可用自由钳扭动钻杆或开车试扫。
7.1.2表镶金刚石钻头、扩孔器磨料7.1.2.1可选用特级、优质级、标准级和低品级的天然金刚石作磨料。
特级用于特坚硬岩层，优质级用于坚硬岩层，标准级、低品级和等外级用于硬和中硬岩层。
7.1.2.2按所钻岩层性质，合理选择金刚石粒度。
表镶钻头采用的天然金刚石粒度范围是10粒/ct～100粒/ct。
最常用的是25粒/ct～60粒/ct。
地质岩心钻探.
地质岩心钻探钻探工程质量有六项指标：岩矿心采取率、钻孔弯曲度、简易水文地质观测、孔深误差测量与校正、原始报表填写、钻孔的封闭。
为了保证达到这六项指标的要求，我们就必须采取必要的方法与措施来提高钻探质量。
一、提高岩矿心采取率的措施1. 根据各矿区地质条件、岩矿层的物理机械性质和技术因素，正确地选择取心方法和工具。
2. 取心困难的岩矿层中，应尽可能选用金刚石或硬质合金钻进。
3. 在取心困难的矿层中钻进时，应限制转速、压力和泵量，适当控制回次进尺长度和时间。
4. 钻进时回次进尺不得超过岩心管长度。
5. 在矿层、矿层顶底板和重要标志层中，岩、矿心没有采取上来时，须专程捞取，不应继续钻进，必需钻时不得超过0.5米。
捞取岩、矿心时应尽量采用喷反、无泵或钢丝钻头等有效方法。
6. 退取岩心时要细心，尽可能地避免人为地破碎，并严格防止岩、矿心上、下顺序颠倒。
二、预防钻孔弯曲的措施1. 确保安装质量，保证“天车、回转器、孔口”三点一线。
不准使用旷动的立轴(导管。
2. 开孔时，应选用锋利的钻头，主动钻杆不得有偏摆，轴心压力要均匀，要随钻孔加深而加长岩心管。
3. 在易斜岩层地区施工，应根据地层、见矿深度等条件合理设计开孔角度和弯曲强度。
要尽量选用金刚石或硬质合金钻进。
4. 深孔钻进时，应尽量采用钻铤加压。
5. 遇到片岩地层、倾斜岩层、破碎带、软硬互层时，应使用锋利的钻头和长、直、重、厚、刚的钻具，有条件时也可试用冲击回转钻进。
6. 扩孔时要带内导正器，换径时要带外导正器。
粗径钻具要用综合式异径接头连结，其中心线必须一致。
换径时导正管要长于4米，第一回次的小径岩心管长度要短于1米。
三、做好简易水文地质观测的措施要及时观测水位及其他应测项目；水位观测的基准点必须一致，读数要准确，测绳不得任意割接。
四、降低孔深误差的措施1. 机场使用的木尺或铁尺必须保持两端平齐，刻度准确、清楚，并注意经常校正。
2. 丈量机上就时应停止立轴回转，基准点必须一致，并应准确丈量，及时记录。
钻探工艺技术
钻探工艺技术1、硬质合金钻进工艺硬质合金钻进是指利用镶焊在钻头体上的硬质合金作为破碎岩石的工具的钻进方法，适合钻进中等硬度以下的岩层。
硬质合金钻头类型较多，主要采用的钻头类型为直镶大八角硬质合金平面钻头，钻头直径分别为Φ130和Φ110。
该类型钻头优点是适应钻进中硬及中硬以下地层。
在钻进地表以下第四系地层和部分强风化基岩破碎带时效果较好，经济俭省。
2、金刚石钻进工艺小口径金刚石钻进是目前钻进方法中效率较高的一种钻进方法。
它具有钻进效率高、钻孔质量好、劳动强度低、孔内事故少、钻探成本低及应用范围广等优点，适宜在中硬及硬岩以上岩层采用。
矿田地层主要为泥质砂岩、变质砂岩、花岗斑岩和花岗岩等。
根据地质情况，选用的金刚石钻头以人造孕镶金刚石钻头为主，分别为Φ110单管钻头、Φ91单管钻头、Φ91双管钻头、Φ75双管钻头，钻头金刚石含量为100% ，胎体硬度在HRC30～40左右。
配套使用单、双管聚晶金刚石扩孔器。
钻头使用时严格按照排队原则使用，并强调与钻具合理配合：如钻杆直径、扩孔器外径、卡簧内径等。
钻进时注意选择钻进规程参数和泥浆性能参数，并采取有效的防震减震措施，提高钻头寿命。
矿区采用的钻进规程参数详细情况如表2-5。
采用的金刚石钻进规程参数表表2-5进行金刚石钻进操作，应特别注意以下几点：一是起下钻注意防止磕碰钻头；二是必须保持孔内干净；三是保持孔径规矩，减少钻头扩孔磨损；四是采取防震减震措施；五是防止岩心堵塞；六是注意控制钻进参数，防止烧钻；七是每次起钻后，要仔细检查钻头情况和岩心状况。
3、液动冲击回转金刚石钻进工艺液动冲击回转金刚石钻进工艺是在冲击回转钻进工艺基础上结合金刚石钻进工艺发展起来的新工艺。
在以冲洗液作循环介质的金刚石钻进方法的钻具上加一具液动锤（液动冲击器），即构成一套液动冲击回转金刚石钻具。
钻头在钻机主轴压力和回转器驱动下，在获得对岩石回转切削能量的同时，也把液动锤的冲击能传递到岩石中，使岩石承受冲击和回转切削双重破碎。
岩心钻探钻进方法1硬合金钻进
钻头设计时切削具选择范围大，可多种组合，布置由人，能方便 地制造出地层适应性好的钻头。
工程钻探
20 2019/2/25
⑤ 切削具价格不高，钻头制造工艺简单，使用成 本低。
硬合金材料来源广，使用量很大，价格与金刚石相比相对较低（一般 几十块钱一公斤）。 钻头制造采用普通的焊接即可，工艺比较简单，对设备和技术没有太 高要求，一般的钻探单位，甚至在野外现场都能生产，故而使用成本低， 深受人们欢迎。这也是其使用范围广、用量大的原因之一。
工程钻探 2 2019/2/25
② 爆破法
利用爆炸产生的高压冲击波破碎孔底岩石。 需采用专门的爆破弹，其可将爆炸产生的高压冲击波定向聚能 引导到孔底。 该法在我国已进入实用，目前还不能连续钻孔，只用于爆破孔 底坚硬岩体（如卵砾石地层中的大孤石）。由于爆破弹属于危险品， 使用不够方便。
③ 激光法
利用高能量激光束产生的高温溶化岩石进行破碎。 该法可与光谱分析装置结合，在孔内破碎岩石的同时，进行岩矿 分析，因而勘探效率很高。 随着激光技术的快速发展，这种方法的应用前景很好。
工程钻探
21 2019/2/25
4.5 硬合金钻头的结构与功用
钻头的结构是指钻头各部结 构形状和尺寸，是钻头技术性能 的集中体现。
① 钻头体
钻头体又称空白钻头体。它是切削具的支撑体，通过其把轴载和扭 矩传递给切削具，承受切削具破岩的反作用力和孔底的动载效应，并长 时间处于孔底的摩擦环境中。 钻头体用DZ-40地质钻探用无缝钢管制成，一般由专门工厂制造。 钻头体上端加工有与岩心管连接的外螺纹，其内壁加工有为卡取岩心设 计的内锥度。
◆内出刃 功用：
保证岩心与钻头体内径之间环状 间隙。它的大小直接决定岩心的直径 大小、冲洗液从钻具内流出的阻力和 钻头的使用寿命。
岩土钻掘工程学 第二章 钻进方法1
２、回转切削过程
当切削具切入岩石并作回转运动时， 切削具在切削力作用下压迫其前面上的 岩石发生塑性变形，并不断地向自由面 滑移，这一过程称为切削作用。
切削力
在其切屑的裂隙尚未发展到全部 横截面、并断下来之前，下一部分 切屑又开始发生滑移。
（一）塑性岩石的碎岩
Fragmention Process of Plasticity Rocks
硬质合金是20世纪初期研制成功的一种坚硬材料。
其主要成份是 WC＋Co
具有很高的硬度（HRA90）和相当大的强度。
适用于钻进中等硬度 以下的岩层，即1~7级 和部分8级的岩层。
一、硬合金钻进的井底碎岩过程 Fragmention Process of Rocks
硬合金钻进的过程，包括两个方面内容： 硬合金切削具在外载作用下不断破碎岩石的过程； 岩石不断磨损硬合金切削具的过程。
y 2tg
2
R
r
fPy
(R
r)nt
y 2fPy (R r)nt (R r)tg
f ——岩石与切削具的摩擦系数； R - r ——切削具宽度； R + r ——钻头平均直径。
二、关于切削具的磨损和钻进
t 当钻进 (min)后，切削具实际切入深度（瞬时切入深度）：
H hav mnt
Py
2
(R r)tg 3
2、回转切削过程
岩石上切削槽的宽度 基本上是有规则的宽窄 相间地变化着。
切削槽的底部也不是 平整一致的，槽底呈 相应的高低起伏不平 的状态。
（二）脆性岩石的碎岩
Fragmention Process of Brittleness Rocks
2、回转切削过程
硬合金钻进脆性岩石的特点：
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
岩心钻探的钻进碎岩方法，可按破碎岩石原理分为物理的、化学的和 机械的三个大类。
4.1.1 物理破碎方法
① 高压水射流法
利用高速水射流冲击产生的压力使岩石破碎。在水中加入气泡或者 磨料可加强破碎效果。
该法已进入实用，对软岩直接破碎（如土层钻孔、水力割煤机等等）； 对硬岩辅助破碎（如石油钻井里的牙轮钻头加喷嘴喷射钻进）。 在深孔中，由于钻孔水柱压力的影响，破碎效果变差，故应用孔深 受限。
22 2018/10/23
◆ 外出刃 功用：
保证粗径钻具外径与钻孔之间的 环状间隙。它的大小直接决定钻孔的 直径大小、冲洗液的上返阻力和钻头 的使用寿命。
取值范围：
一般取 1.5-3毫米，具体根据地层 情况确定。
取值方法：
硬地层取小值，软地层取大值；完整地层取小值，破碎地层取 大值；研磨性弱取小值，研磨性强取大值。
硬合金 钢粒 金刚石
Ⅴ
Ⅵ
Ⅶ
Ⅷ
Ⅸ
Ⅹ
Ⅺ
Ⅻ
三种碎岩工具的适应岩层范围
工程钻探 16 2018/10/23
② 切削具出刃较大，碎岩过 程比较平稳，规程参数容易 控制。
总的来看，在塑性和弹塑性两种岩石的钻进碎岩过程中，钻进是比 较平稳的。这样钻出的孔壁比较完整、岩心比较光滑、钻孔弯曲质量和 取心质量比较好，故硬合金广泛用于取心钻进。
耐磨性最差,冲击韧性最高,适于冲击回转凿 岩
* 硬质合金中的附加字母"x"表示细粒合金，"c"表示粗粒合金。
工程钻探
9 2018/10/23
④ 常用形状、型号及规格
按照我国的行业标准，硬质合金切削具主要有薄片状、方柱状、 八角柱状和针状等形状。（参看教材P.65，表2-2-2。）
※:单一材质和形状的硬合金切削
12 2018/10/23
工程钻探
4.3 硬质合金钻进的孔底碎岩过程
① 塑性岩石的孔底破碎过程
单向力作用：
切削具切入条件： Py≥HyF0 （Hy--岩石压入硬度；F0--切削具刃尖与岩石接触面积。）
双向力作用下的破碎过程：
硬合金切削具在轴向压力Py作用下切 入岩石，同时在回转扭矩产生的横向推力 Px的作用下压迫“前面”的岩石，使之发 生塑性变形，不断向自由面滑移。
工程钻探 2 2018/10/23
④ 火焰法
利用燃气或燃料喷射燃烧的高温熔化岩石形成钻孔。又称火焰钻 进。 研究历史很长，现仍未见大量进入钻探实用。
⑤ 电弧法
原理类似电弧焊，将高压电分别施加在钻头和岩石上，形成电弧 高温，熔融破碎岩石。
研究历史较长，现也未见进入实用。
该法只适用于导电性好的岩石，如磁铁矿等等。
工程钻探
11 2018/10/23
⑤ 针状合金及自磨式钻头
所谓自磨式钻头，是指采用薄片状或针状硬合金镶嵌的钻头。由于硬合金 截面尺寸小，并且截面尺寸不随磨损变化，所以能够长期保持切削能力。 为提高小截面尺寸硬合金的抗弯能力，一般采用软钢或铸造碳化钨胎体进 行支撑或包镶。
图4.1 针状硬合金自磨式钻头 1-针状硬质合金； 2-胎体； 3-钻头体； 4-水槽
工程钻探 21 2018/10/23
② 切削具出刃
切削具出刃指的是切削具 在钻头体表面（内、外和底唇 ）突出的高度（尺寸）。
切削具破碎形成的断面 空间尺寸，必须大于钻具中任 何尺寸，钻进才能进行。
切削具出刃量直接影响钻 进破碎效率和钻头寿命，其大 小取决于岩石的硬度、均质性 和耐磨损程度。
工程钻探
其它还有：微波法、超声波法、等离子体法，等等。
3 2018/10/23
工程钻探
4.1.2 化学破碎岩石方法
① 溶解法
如盐类矿床等易溶解矿物的钻孔采矿。
② 气化法
如地下煤层的气化采矿。
③ 软化法
用化学剂使岩石软化，可以辅助碎岩。
工程钻探
4 2018/10/23
4.1.3 机械破碎岩石方法
对岩石施加机械外力，利用岩石的力学性质来破碎岩石的方法。这 是目前使用最为广泛的方法。
切削具固定在钻头上，可通过控制钻具来控制钻进过程，故可以 适应冲击钻进、回转钻进、冲击回转钻进等工艺； 对钻孔的孔径、孔深及任何方向的钻进条件都能适应，故应用范 围广。
工程钻探
18 2018/10/23
④ 切削具规格多样，形状规则，可根据地层情况 灵活设计钻头结构，方便使用。
硬合金原材料是粉末，采用模具制作成切削具，其形状、尺寸可 根据钻进地层的需要制造。切削具一经做定，形状和规格尺寸就非常 规则。
14.6～15.0
14.0～14.8 14.0～14.8 14.0～14.4
91
89 88 87
1 350
1 500 1 750 2 000
细粒合金,强度接近YG6,耐磨性较YG6高
地质勘探和石油回转钻进用主要品种 粗粒合金,冲击韧性较高适于冲击回转钻进
YG15
85
15
13.9～14.1
87
2 000
机械破碎法分类：
●按破碎岩石钻头所用切削具的材质分
冲击钻进
硬合金钻进 钢粒钻进 金刚石钻进
●按施加外力的方式分
回转钻进 冲击回转钻进
工程钻探
5 2018/10/23
4.2 钻探用硬合金切削具
●硬质合金最早广泛应用于金属切削加工，是用量最大的金 属切削刀具。
●上世纪初的一战时期，德国工程师洛曼首先建议并实施了将 铸造碳化钨硬合金作为钻进切削具。 ●上世纪三十年代，前苏联发明自磨式硬合金钻头，硬合金钻 进适用的地层更加广泛、用量增加。 ●目前，硬合金钻进是世界上使用范围最广、用量最大的钻进 方法。
WC
Co
YG3x YG4c YA6 YG6
97 96 91～93 94
3 4 6 6
耐磨性最好,冲击韧性最差,用于金属切削 适用于均质和软硬互层地层中回转钻进 加有少量TaC成分,提高了硬度 适用于回转钻进,使用效果仅次于YG4c
YG6x
YG8 YG8c YG11c
94
92 92 89
6
8 8 11
钻头设计时切削具选择范围大，可多种组合，布臵由人，能方便 地制造出地层适应性好的钻头。
工程钻探
19 2018/10/23
⑤ 切削具价格不高，钻头制造工艺简单，使用成 本低。
硬合金材料来源广，使用量很大，价格与金刚石相比相对较低（一般 几十块钱一公斤）。 钻头制造采用普通的焊接即可，工艺比较简单，对设备和技术没有太 高要求，一般的钻探单位，甚至在野外现场都能生产，故而使用成本低， 深受人们欢迎。这也是其使用范围广、用量大的原因之一。
切削具出刃较大，对钻压、转速、水量等不是那么敏感，要求不需 要非常准确，故钻进操作容易； 由于碎岩过程比较平稳，钻机规程参数也好掌握、易调整，故操作 容易，使用的人自然就多，这也是其使用范围广、用量大的原因之一。
17 2018/10/23
工程钻探
③ 切削具在钻头上固定，可适应于多种钻进工艺 和钻孔条件。
工程钻探 23 2018/10/23
◆内出刃 功用：
保证岩心与钻头体内径之间环状 间隙。它的大小直接决定岩心的直径 大小、冲洗液从钻具内流出的阻力和 钻头的使用寿命。
取值范围：
一般取 1-2毫米，具体根据地层情 况确定。 由于内外出刃存在速度差（直径差导致），内出刃破碎岩石工作量小于外
取值方法：
出刃，所以，同一个钻头上，内出刃的取值比外出刃取值小0.5-1毫米为宜。
工程钻探
20 2018/10/23
4.5 硬合金钻头的结构与功用
钻头的结构是指钻头各部结 构形状和尺寸，是钻头技术性能 的集中体现。
① 钻头体
钻头体又称空白钻头体。它是切削具的支撑体，通过其把轴载和扭 矩传递给切削具，承受切削具破岩的反作用力和孔底的动载效应，并长 时间处于孔底的摩擦环境中。 钻头体用DZ-40地质钻探用无缝钢管制成，一般由专门工厂制造。 钻头体上端加工有与岩心管连接的外螺纹，其内壁加工有为卡取岩心设 计的内锥度。
工程钻探
8 2018/10/23
③ 牌号及性能
表4.1 YG类硬质合金的性能表
化学成分(%) 合金 牌号* 物理机械性质 密度 (g/cm3) 15.0～15.3 14.9～15.2 14.4～15.0 14.6～15.0 硬 度 (HR A) 92 90 92 89.5 抗弯强度 (MPa) 1 050 1 400 1 400 1 400 特性及用途
工程钻探
6 2018/10/23
① 材料成分
♦主要成分：碳化钨（WC），含量一般占85～97%。
碳化钨硬度高，耐磨性强，耐温性也比较好；在钻探切削具中用 作骨架材料。
♦次要成分：钴（Go），含量一般占3 ～ 15%。
钴的硬度也很高，钴在钻探切削具中用作粘接材料，其功能是固 结碳化钨颗粒，由于其充填在碳化钨颗粒之间，就使其具有了较好 的韧性，抗弯能力提高。
图4.7 切削具底出刃和补强示意图 1-切削具； 2-钻头体； 3-补强
取值方法：
硬地层取小值，软地层取大值；完整地层取小值，破碎地层取 大值；研磨性弱取小值，研磨性强取大值。
25 2018/10/23
工程钻探
底出刃的排列方式：
钻头的底出刃可以排成平底式，也可以排成阶梯式。后者可使孔底 岩石破碎成台阶形（图4-8），即在孔底形成掏槽。这样为上面一排切 削具破碎岩石创造了第二个自由面，使体积破碎更容易。尤其对具有一 定脆性及较硬的岩层效果更佳。
具（即切削具是一整片或一整块硬 合金）又称为磨锐式钻头用切削具 。用这类切削具镶嵌的钻头被称为 磨锐式钻头。
10 2018/10/23
工程钻探
在确定硬质合金的牌号后，选择切削具形状与规格的一般原则是：