浅谈复合片钻头在灌浆工程中钻孔应用
印尼Jatigede大坝帷幕灌浆施工技术
１ 工 程 概 述
Ｊｔ ｅ ｅ 库 工 程 位 于 印 度 尼 西 亚 Ｗｅｔ ａａ北 ａｉ ｄ 水 ｇ ｓ Ｊｖ
气式 或充水 式灌 浆 栓 塞 ， 于灌 浆 和 检查 孔 压 水 试 用
验 ， 大 压 力 大 于 ６ ＭＰ ． 最 ａ ２ ３ 灌 浆 施 工 ．
部 的 Ｃｍ ｎ ｋ河 中游 ， 理 坐 标 南 纬 ６ 一８ 、 经 ｉａｕ 地 。 。东
４ １ ｍ 的 金 刚 石 取 芯 钻 具 开 孑 ， 孔 深 度 约 ） ｍ ９ Ｌ 开
洪道 及引 水洞 （ ２１ ３ｍ） 发 电 厂房 （ 机 容 量 长 ８ 和 装
为 ２Ｘ ５ＭＷ ） ５ ．
５ ｍ， ０ｃ 以保 证孔 口段 采 用 机械 式 灌 浆 塞施 工 ， 口 孔
段 以下
大 坝 区域 的 地质 情 况 ， 主要 是 火 山 角砾 岩 和黏 土岩 ． 浆 区域 为左 右坝 肩混凝 土 盖板 的固结 、 灌 帷幕
固结灌 浆为 ２排 ， 距 为 ５ｍ， 距 为 ３ ｍ，孔 排 孔
深 入基 岩 ５～１ 防 渗帷 幕 中 的双 排 帷 幕灌 浆 孔 ０ ｍ； 距为 ２ ０ ｍ， 距 为 ２ ０ ｉ； ． 排 ． ｎ ３排 帷 幕 灌 浆 孔 距 为 ２ ０ｍ， ． 排距 为 １ ５ｍ； 浆孔 采用梅 花 型布置 ． ． 灌
先 导孔 和检 查 孔 压水 试 验 ： 用 五点 法 进行 压 采 水试 验 ， 当灌 浆压 力 大 于 １ＭＰ ａ时 ， 力 采 用 ０ ３ 压 ．，
国ＳＢ Ｇ ６—１ ０型高压 灌浆 泵 ． 用 中国 Ｇ Ｙ 采 Ｊ ６型灌 浆
自动记 录仪 ， 自动记 录灌 浆全过 程 ． 能 灌浆塞 采用 充
了解 孔段 地 质情况 ， 以确 定具体 的施 灌方 案
PCD及PDC钻头在石油钻井中的应用
PCD及PDC钻头在石油钻井中的应用作者：张文敏来源：《中小企业管理与科技·上中下旬刊》 2017年第7期1 引言PCD 钻头即金刚石聚晶钻头，PDC 钻头即金刚石复合片钻头，两者在硬度上很大，因此目前在石油钻井的硬地层中得到了十分广泛的应用。
在应用PCD 及PDC 钻头对硬地层复杂地质环境的石油钻井时，虽然具备诸多优势，但在一些特殊的地质环境中却并不适用，因此对PCD 及PDC 钻头在石油钻井中的应用展开分析具有十分重要的现实意义。
基于此，文章重点就PCD 及PDC 钻头在石油钻井行业中的应用分四个部分展开了分析，提出了一些可供参考的观点和建议，以下是具体内容。
2 PCD 及PDC 钻头在石油钻井应用的特点PCD 钻头采用的是金刚石聚晶模式，在聚晶过程中采用的是黑色金属线和有色金属线材料，和一般的硬质合金拉丝模相比，其在耐用度上提升了数百倍。
因此，PCD 钻头在使用钻井中应用的主要优势，即在保障硬度的前提下耐用性极高。
目前钴是最为常用的一种PCD 钻头结合剂，其具有强度高、耐磨性好等诸多优势，同时拉丝的成本也很低，十分适用于石油钻井作业中。
PDC 钻头的优点主要集中于钻头结构简单和耐磨性高两点上。
PDC 钻头所采用的人造金刚石，其比硬质合金的耐磨性更高，在钻头构成上，切削齿是其主要部件，在工作中无需钻头自身钻头，因此PDC 钻头也被称作固定式探头。
在PDC 钻头的使用早期，主要是在一些软页岩层中使用，而随着PDC 钻头在性能和结构上的不断优化。
目前PDC 钻头已经可以在长段中硬岩地层和硬夹层中使用。
此外，PDC 钻头还有高针对性的优势，可根据钻进地层的各区块地质特征以及地层的深度采用针对性的钻进工艺，选择更为合理的钻进方案[1]。
3 PCD 及PDC 钻头应用于石油钻井中的适用地质环境PCD 及PDC 钻头在石油钻井作业的使用中，并不是所有的地质环境都可以发挥出最大的使用效果，在具体的使用过程中也需要基于不同的地质环境选择不同的PCD 及PDC 钻头类型。
高喷灌浆试验方案
高喷灌浆试验方案一、编制说明在全面、系统地阅读招标文件并采集信息和收集编标资料的基础上，以满足招标文件的全部要求为基本原则。
同时根据类似工程施工经验和结合本工程的特点及难点，本着实事求是的科学态度和忠实业主、服务业主的宗旨编写了本试验方案。
二、编制依据1、施工招标文件和技施图纸；2、《水利水电工程施工组织设计规范及编制说明》；3、《水电水利工程高压喷射灌浆技术规范》DL/T 5200--20043、根据工程现场踏勘搜集的有关资料及地质和水文情况；4、本公司实际的机械装备和技术力量；三、高喷灌浆试验孔的选取在确保工程质量的前提下，为了满足工程整体进度要求，本次高喷灌浆试验采用生产性试验，经业主、监理、施工单位三方共同协商试验段选在高喷灌浆设计轴线上，桩号：，共20个孔，10个旋喷，10个摆喷，然后选取任意三个连续高喷孔（2个旋喷孔1个摆喷孔）做围井检查，围井检查在围井的高喷灌浆结束7d 后进行，做围井注水试验，确定高喷施工技术参数和高喷板墙质量。
四、高喷灌浆试验技术参数的选定根据本工程现场地层情况，按设计图纸和高喷灌浆技术规范有关规定，本高喷灌浆试验拟采用以下施工技术参数：拟采用高喷灌浆试验技术参数五、高喷工程施工方法及工艺1、施工程序高喷施工须分序进行，其施工程序详见下图2、工艺流程高压喷射构筑防渗墙主要有造孔、喷墙两大工序，其工艺流程主要为：放线、就位、钻孔、下喷管、喷射和提升、冲洗、移机静压、注浆等。
施工工艺流程见下图 :施工工艺流程图3、施工工艺说明⑴、孔位的具体布置本次高喷灌浆段共192m，单排布孔，孔距1.2m，共布置161个高喷孔。
每10个孔划分一个单元,共划分16个单元，按高喷灌浆规范第10.1.4条规定，3～5个单元工程布置一个围井，由于本次高喷灌浆设计为旋摆结构，建议3个单元做一个围井，共布置5个围井。
（2）、放线定孔位本次高喷灌浆试验孔主要布在高喷施工段内,桩号：0+096～0+118.8，孔号G-81#～G-100#，共20个高喷孔，单排布孔，孔距1.2m，高喷灌浆墙顶高程统一为1345.8m，墙底伸入基岩1m，做为结束与开始高喷的标准。
黄石沟水库帷幕灌浆施工工艺及质量控制
黄石沟水库帷幕灌浆施工工艺及质量控制摘要：本文以黄石沟水库工程为例，对施工工艺进行总结，并提出相应的质量控制措施。
其目的在于保障帷幕灌浆施工的科学性和规范性，进一步提高帷幕灌浆施工质量与效率，推动水利工程实现稳定持续的进步与发展。
关键词：1工程概况黄石沟沉沙调蓄水库的主要任务是对引黄水量进行沉沙、调蓄，水库总库容9870万m³，大坝为粘土心墙堆石坝，顶宽15.0m，坝顶长度596.70m，最大坝高97.5m。
大坝帷幕灌浆分为一排主帷幕灌浆及一排副帷幕灌浆。
主帷幕灌浆轴线为大坝心墙轴线，灌浆孔间距为1.5m，分Ⅰ序、Ⅱ序、Ⅲ序三个分序施工，主帷幕灌浆孔共549个，灌浆孔设计孔深入岩15.22m～59.16m不等；副帷幕灌浆轴线布置在主帷幕灌浆轴线下游1.5m处，灌浆孔间距为1.5m，灌浆孔共398个，副帷幕孔深度为相邻主帷幕孔深度的2/3，分Ⅰ序、Ⅱ序、Ⅲ序三个分序施工。
2工程地质情况黄石沟水库坝址区位于黄石沟内，崖瑶沟和乔岔沟交汇处下游约450m处，坝址区黄石沟段呈近南北向。
在坝轴线附近黄石沟内水流从右岸岸坡处呈“ S"型转到左岸，在坝后 230m又转到右岸，水量较小，平水期水流平稳。
坝址区地形总体上北高南低，河谷呈不对称的“U" 字型，谷底宽100m~170m,坝轴线处河宽146m。
两岸岸坡坡度总体上呈底部陡上部缓、左岸较右岸陡的态势，左岸岸坡天然坡度平均40° ~60° ，底部形成陡崖，右岸天然岸坡较缓，约28°~42°。
两岸山顶的最大高程约1050m~1060m,河谷谷底最低高程约904m,谷岭相对高差约150m。
河床在谷底宽约10m~15m,水深约0.2m-0.5m。
坝址区出露的地层岩性主要为三叠系胡家村组 (T3h) 沉积岩和第四系松散堆积物，第四系地层分布广，类型多，主要地层包括上更新统马兰黄土；全新统冲洪积层、崩坡积层等。
软岩钻进用新型复合片钻头的研制与应用
Ｐ Ｃ钻头 是 一 种 适 合 于 软 ～中硬 地 层 取 心 或 Ｄ 全面钻 进 的钻头 ， 用 于低 抗 压 强 度 、 结性 差 、 常 胶 低 研磨性 或带 有薄夹 层 的地层 中 。复合 片的金 刚石 聚
２ 新 型 ０ ６ｍｍ Ｄ ７ Ｐ Ｃ钻头 结构设 计
２ １ 复合 片钻头 碎岩 机理 ．
更深 ， 在钻进 过程 中能在 孔底 形成两 个齿 形环 ， 形成
该 矿 区地层情 况 大致 是 ：０—５ 为 覆 盖 层 ， ３ ０ｍ 主要 是 粘 土 层 ；０～２ ０ ｍ 为 石 膏 矿 ， 于 软 岩 地 ５ ０ 属
层 ；０ 以深为破 碎不 完整 的红砂 岩 。 ２ ０ｍ
２０ ０ ９年 ３月 ， 国冶 金 地质 总 局 中南 地 质勘 查 中 院在湖 北省 大冶市金 山店王家 湾矿 区进行 浅层 地质
找矿工 作 。
破 碎功 也较 大 ， 设计 为两 个半 圆形切 削齿 ， 钻 头接 使
触岩石 时切 削点增 多 ， 同样 钻 压 下压 入 岩 石 的深 度
多个 自由面 ， 使岩 石产 生拉应 力破碎 ， 大幅度 提高 能 钻进 效率 。在本 设计 中采 用直 径 为 １ ． ｍ、 为 ３５ｍ 厚 ４ ５ｍｍ从 中间切 割开成 为 两个半 圆状 的复合 片 。 ． ２ ２ 切 削块 的数 量确定 ．
应 用效 果 。 关 键 词 ：Ｄ Ｐ Ｃ钻 头 ； 岩 ； 削 齿 ； 软 切 布齿 ； 径 保 中 图 分 类 号 ：６ ４ ３ Ｐ ３ ． １ 文献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：６ ２— ４ ８ ２ １ ）２— ０ ４— ３ １７ ７ ２ （ ００ １ ０７ ０
Ｄ ｖｌｐ ｎ ｎ ｐｉ ｔ ｎｏ ｗ Ｔ ｐ Ｄ ｉｆｒＳ ｆ Ｒ ｃ ｒ ｌ ｇ Ｙ Ｎ ｈ ｎ（ ａｔ ｈ ａＣｎｔ ｃ ｏ ｎ ｅｅ ｍｅｔ ｄＡｐ ｌ ａｉ ｆ ｏ ａ ｃ ｏ Ｎｅ ｙ ｅ Ｃ Ｂｔ ｏ ｏｔ ｏｋＤ ｉｉ ／ Ａ ＧＣ ｕ Ｅ ｓＣ ｉ ｏｓｕ ｔｎＥ ・ Ｐ ｌｎ ｎ ｒ ｉ
钻孔与灌浆工程施工方法
钻孔与灌浆工程施工方法一、工程准备1.1方案设计：根据工程需求和土质情况，确定钻孔和灌浆的方案设计，包括钻孔的位置、深度、直径以及灌浆的比例和混合物配方等。
1.2材料准备：准备好所需的钻孔机械设备、灌浆设备、材料等，确保施工过程中的顺利进行。
二、钻孔施工2.1钻孔选址：根据设计要求，在合适的位置选定钻孔点，并标示出来。
2.2钻孔准备：安装钻孔机械设备，并进行必要的检查和调试，确保设备的正常运行。
2.3钻孔施工：按照设计要求，开始进行钻孔工作。
根据土层的不同，选择合适的钻具和钻头进行作业。
在钻孔过程中要注意控制钻孔直径和深度，确保符合设计要求。
2.4孔壁处理：在钻孔完成后，需要进行孔壁处理，以提高孔壁的粗糙度和附着力。
常用的处理方法有喷砂、刷洗、高压水射流等。
三、灌浆施工3.1灌浆材料配制：按照设计要求，准备好所需的灌浆材料，并按照比例进行配制。
常见的灌浆材料有水泥、石膏、聚合物等。
3.2灌浆设备准备：安装好灌浆设备，并进行必要的检查和调试，确保设备的正常运行。
3.3灌浆施工：将配制好的灌浆材料通过灌浆设备注入到钻孔中。
首先从底部开始注浆，然后逐渐往上注浆，同时抽出注浆管，以确保灌浆材料充满整个孔道。
3.4灌浆后处理：灌浆完成后，对灌浆孔进行处理。
可以采用堵孔、锥钻、堵料等方法，防止灌浆材料的外泄和渗漏。
四、质量控制与检测4.1实时监测：在钻孔和灌浆工程的施工过程中，需要进行实时监测，包括孔径、孔深、灌浆厚度等，以确保施工质量的可控性和合格性。
4.2质量检测：在施工完成后，对钻孔和灌浆工程进行专业的质量检测，包括灌浆材料的强度、密实性、附着力等指标的检测。
五、安全措施5.1施工现场安全：对施工现场进行合理规划，设立安全防护设施，保障施工人员的人身安全。
5.2设备操作安全：设备操作人员需具备相关技能和操作证书，严格按照操作规程进行操作。
5.3材料存放安全：灌浆材料需存放在合适的场所，防潮、防火、防腐蚀。
浅谈聚晶金刚石复合片(2)
这种情况下会造成初期的时候机械钻度速度很快但又会很快下降并使钻头报废。
采用切割片，可选用较大尺寸的复合片，使钻头底唇在钻进过程中保持比较好的圆弧底唇，使复合片得到充分的利用，从而使钻头获得较长的寿命。
4、钻头的制造，除了机械加工，复合片钻头制造的关键环节是基体的制造和复合片的焊接。
基体制造。
聚晶金刚石复合片钻头模具是由底模、中模、上模三部分组成，中模和上模设计、加工都很容易实现，但底模是具有复杂曲面特征的实体，钻头冠部形状参数、切削齿位置和方向参数、水力结构参数等都是通过底模的形状来保证的，因此，聚晶金刚石复合片钻头底模的设计和加工是聚晶金刚石复合片钻头模具设计和加工的关键。
目前我国聚晶金刚石复合片钻头模具的制造主要有二种方法。
一是普通车床车削，通过手工划线定位、普通铣床铣削完成加工，再通过多道工序最终。
这种加工方法设备的精度低、人为误差大，难以控制和保证质量，工人劳动强度大、生产成本高、工作效率低。
二是通过数控机床加工，通过数控加工指令，利用数控机床进行加工，形成钻头的冠部形状和切削齿的定位，再通过手工修模等工序形成模具。
这种加工方法并未实现完全意义上的数控加工，切削平面确立、过渡等过程仍需手工进行，同样存在人为误差，加工出的钻头底模模具精度低。
另外，由于复合片其基体为硬质合金，聚晶层为单晶的金刚石微粉和粘接金属，是由两层不同的材料组成，因此，在加热时，由于两层的不同材料的热膨胀系数不同，于是在粘接金属和金刚石之间聚晶层与基体之间产生一定程度的应力，这种应力导致复合片在不高的温度时就容易破坏。
为了避免复合片的破坏，目前来说复合片的焊接温度均小于750°二、钻头失效原因及对策聚晶金刚石复合片具有一些特殊的性能比如：(1)硬度极高。
聚晶金刚石复合片是目前人造材料中最硬的，硬度大约为10000HV左右，甚至其硬度比硬质合金都要高很多；（2）耐磨性很高;(3)热稳定性好;在聚晶金刚石复合片钻头的工作环境中，井底环境较为复杂，另外钻进过程中会产生并累积大量的热量，热量累积过多的时候就会影响钻头使用。
浅谈复合片钻头在灌浆工程中钻孔应用
钻孔应用 ， 既 能达 质量要 求 ， 又经济 实用 ， 便 于操作 ， 复合 片钻 头钻进是值得推 广的一种钻进方法 。
【 关键词 】 复合片钻头； 应用； 操作； 值得推广
消耗一个 ． 每个 钻头 ５ ０ ０ — ８ ０ ０ 元。 平均 ４ ． ３ 元／ ｍ， 而孕 镶金刚
石钻头 ２ ７ ０ — ３ ８ ０元／ 爪． 平均 １ ３ ． ０元／ ｍ， 相 比使用 复合 片钻头
是 相 当经 济 的
Ａ、 Ｂ为复 合片 取芯 钻头 ， ｃ、 Ｄ复 合片 不取 芯钻 头 ； Ａ、 ｃ
法． 既要 到达质 量要求 ， 又 要考 虑经 济实用 ， 还 要便 于操作 。 钻进方法取决 于钻头形式 的选择 。近年来 ， 随着材料 和制造
钻压 ： 复合 片钻头钻压按 每片复合片施加 ｌ ｋ Ｎ ～ １ ． ５ ｋ Ｎ计 算 。高转 速时 ， 钻压也 可采用 同径 金刚石孕镶 钻头钻 压 （ 如
为复 合片平底 钻头 ， Ｂ为复合 片 阶梯 钻头 ， Ｄ为抛物线 复合
片 钻 头
钻孔质量评价主要有 ： 孔位 、 孔 向、 孔径 、 孔深 。其 中， 孔 位是按放 样 的孔位 开孑 Ｌ 钻进 ． 保证 孔位偏差符 合要求 ： 孔 径 是按钻孔 结构要求 ． 采用 的钻头直 径就为实 际孔径 ； 孔深 按 按要求 的深度钻进 ． 并采 用测绳进行 测量 ； 孔 向是按要求 的
７ ５ ａ ｒ ｍ孕镶钻头钻压 为 ８ １ ２ ｋ Ｎ） １ ／ ３左右 的低压。 复杂地层或
工艺 方面 的发 展 ． 复合 片钻头逐 渐在灌浆 工程 中使用 ， 并能
钻孔灌浆技术在水利工程施工中的应用
钻孔灌浆技术在水利施工的应用(一）一、钻孔施工钻孔工作主要包括冲击钻孔、回转钻削成孔以及冲抓钻孔等施工方法。
1。
１钻机的安装和定位ﻭ安装钻机之前要对钻机安装基础进行凭证，这样才能保证钻机工作稳定。
同时，平整的基础还可以消除钻机工作过程中由于振动导致的倾斜、偏心等质量问题。
因此,通常在钻机安装之前要对钻机基础进行凭平整和加固。
在钻孔安装过程中，为了避免出现桩位不准的问题，施工过程中应该对钻机安装的中心位置予以确定,然后在处理好的基础上安装钻机。
对于设置有钻塔的钻机,可以通过将周围地笼与钻机动力的配合实现钻杆的基本定位.之后再用千斤顶将钻机支撑起来，进行精确定位,确保滑轮、钻头、护筒以及卡孔处于同一垂直线上.由于钻机的偏差较小（要求2ｃm），在桩位对准之后再用枕木垫平,并在钻机的轴线上拉设缆风绳。
ﻭ1．2护筒的埋设ﻭ当钻孔较深时，处于地下水位之下的孔壁土壤将会在静水压力之下朝向孔内坍塌，甚至出现流砂现象。
为了防止地下水位过高的水头使得孔内静压力增加,避免孔内土壤的坍塌，需要在孔内安装护筒，同时护筒还兼具隔离地表水、加固孔口土壤、桩孔位置固定等作用.在选择护筒的过程中，一般要求坚固耐用、不漏水，且其内径通常要大于钻机的孔径,且一般采用钢护筒。
1.3钻孔泥浆的制备钻孔泥浆主要由水、黏土以及添加剂等构成。
同时还有冷却钻头、润滑钻具以及增加静水压力等作用，同时在孔壁泥皮,阻断孔内水流外渗，具有加固孔口的作用,达到防止孔口坍塌的1。
４钻孔作业ﻭ钻孔作业应该根据施工工艺过程进行目的。
ﻭ严格控制，这样才能保证钻孔的整体质量。
在钻孔作业的过程中，要注意开孔的质量,为此在钻孔作业过程中要对准中线、确保垂直度，同时安置好护筒.与此同时，在施工过程中要注意持续地将泥浆注入其中，并及时进行抽渣，并随时确保钻孔的垂直度,避免其出现偏斜。
为了避免附近孔口受到振动，应该及时的清理孔洞,并将钢筋笼放置孔中，并及时的灌注混凝土。
钻孔作业过程中一般可以采用顺序钻孔的方式.ﻭ1．5清孔及质量检查除了在钻孔作业过程中要保证钻孔达到设计的直径、深度之外，还应该保证孔位、孔深、孔径以及孔形的质量。
复合钻头技术的应用
复合钻头技术的应用本文从网络收集而来，上传到平台为了帮到更多的人，如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载本文档（有偿下载），另外祝您生活愉快，工作顺利，万事如意！1引言“十二五”以来，中国石油工业仍然面临严峻的勘探开发形势，为钻井提速提出了新的挑战。
深层、超深层的硬地层提速仍面临着“钻速慢、周期长、成本高”的难题，成为制约深层油气资源开发的技术瓶颈之一，而提速的关键则在于钻头。
复合钻头又称混合钻头，英文名Hybrid Bit。
早在1930年，美国人Floyd 等就发明了世界上最早的牙轮一刮刀复合钻头，但在当时却因为被认为是不切实际的而没有得到进一步发展。
20世纪80年代，美国Smith 公司和Reed公司也先后提出牙轮一金刚石齿复合钻头技术的专利，但山于受到复合片材料技术限制，这种钻头技术思想并未获得成功的商业化应用。
2010年，Baker Hughes公司公布了一种名为Kymera的PDC 一牙轮复合钻头的技术特点和现场试验情况，如图1所不。
钻井应用表明:PDC一牙轮复合钻头能在致密泥页岩、不均质地层等难钻地层条件下高效钻进，能显著减小钻头转矩，降低扭转振动，减少茹滑趋势，提高钻头钻进效率和导向能力。
2011年至今，宝鸡石油机械有限责任公司、西南石油大学和川庆钻探工程有限公司在复合钻头方面开展了大量理论和实验研究，陆续申请了关于复合钻头的专利10余项，其中以《一种牙轮一固定切削结构复合钻头》具有很强的代表性，如图2所不4 复合钻头结构形式多种多样，其中在目前的石油钻探中应用较为成熟的是PDC一牙轮复合钻头，也是本文的讨论重点。
2复合钻头现场应用1)应用实例一。
2013年6月，塔里木油田迪北103井试用了一只mmKM633复合钻头9，如图3所T}迪北区块苏维依组砾石含量多、地层软硬交互频繁、可钻性差。
复合钻头刷新了该层位的机速和进尺记录，平均机速比迪北101提高了106%，比迪北104提高了165，平均单只钻头进尺提高了564%，总体而言，钻井提速效果十分显著。
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浅谈复合片钻头在灌浆工程中钻孔应用
作者：罗燚王望梅
来源：《山东工业技术》2013年第09期
【摘要】复合片钻头是采用人造聚晶金刚石制作的复合片（PDC）作为切削具，钻头体上焊接复合片而成，经过灌浆工程的钻孔应用，既能达质量要求，又经济实用，便于操作，复合片钻头钻进是值得推广的一种钻进方法。
【关键词】复合片钻头；应用；操作；值得推广
灌浆工程中，钻孔是非常重要的一道工序，钻孔质量直接影响着灌浆质量；并且钻孔成本占灌浆工程成本的30%-40%。
这就需重视钻孔作业，钻孔作业的关键是选择钻进方法，既要到达质量要求，又要考虑经济实用，还要便于操作。
钻进方法取决于钻头形式的选择。
近年来，随着材料和制造工艺方面的发展，复合片钻头逐渐在灌浆工程中使用，并能满足质量，又经济，操作易掌握，被钻探灌浆工逐渐认可。
1 复合片钻头
复合片钻头是采用人造聚晶金刚石制作的复合片（PDC）作为切削具，钻头体上焊接复合片而成。
复合片钻头是随着PDC复合材料的发展而发展起来的一种新型钻头。
1.1 工作原理
复合片钻头工作原理：切削。
1.2 复合片钻头形式
复合片钻头的形式很多，在灌浆工程中，主要采用复合片取芯钻头和复合片不取芯钻头（无芯钻头、或称全断面钻头）。
另外，按钻头切削冠部结构分，常用平底式复合片钻头和阶梯复合片钻头、抛物线复合片钻头。
见下图A、B、C、D：
A、B为复合片取芯钻头，C、D复合片不取芯钻头；A、C为复合片平底钻头，B为复合片阶梯钻头， D为抛物线复合片钻头。
1.3 复合片钻头规格
按钻头直径划分：65mm、75mm、94mm、113mm、133mm、153mm。
灌浆工程中钻孔直径主要采用59mm、75mm、94mm，对于复合片取心钻头直径，有的产品与金刚石钻头相适应，采用59mm、75mm、91mm。
1.4 适用范围
最初，复合片钻头钻头只被用于软页岩地层中，后发展用于灰岩、粘土岩、粉砂岩、砂岩等软、中硬地层的钻进，与一般的钻头相比，特别是钻进软岩层，效果尤为显著；新型复合片可以应用到十级硬度的岩层，石英岩、玄武岩、坚固的砾岩、坚固的砂岩、石灰岩都可以使用。
砂卵石地层中，不宜使用复合片钻头，因为在砂卵石地层中极易造成钻头崩片、掉片。
1.5 钻进参数
钻压：复合片钻头钻压按每片复合片施加1kN～1.5kN计算。
高转速时，钻压也可采用同径金刚石孕镶钻头钻压（如75mm孕镶钻头钻压为8～12kN）1/3左右的低压。
复杂地层或软岩层中钻压根据实际情况还可以降低，降低到0.8～1.0kN。
转速：复合片钻头的线速度为0.6m/s～1.5m/s。
根据岩石情况，可低转速钻进，如91mm 钻头转速为150-200转/min。
钻头直径越小，转速应当变快。
泵量：根据地层和钻头直径选择30～80L/min。
2 工程应用
复合片钻头在陕西鸭儿沟水库二期灌浆工程、贵州黔中大坝灌浆等工程中已经或正在使用，均取得了好的效果。
2.1 复合片钻头在贵州黔中大坝灌浆工程应用
黔中大坝基础主要为灰岩，为中硬地层，趾板帷幕两排，排距1m，孔距3m，1200m高程以下孔深多为100m左右。
开始采用孕镶金刚石钻进，一方面由于该地层岩石研磨性较强，另一方面由于部分钻头只在胎体表层有金刚石微粒，钻头存在质量问题，使得一般钻进10-40m钻头就报废。
后在第三单元改用复合片钻头进行钻孔，经过该单元18个孔的施工，钻进效率与孕镶金刚石钻进效率接近，没有明显优势；但钻头消耗量明显降低，复合片钻头一般钻150m左右消耗一个，每个钻头500-800元，平均4.3元/m，而孕镶金刚石钻头270-380元/个，平均13.0元/m，相比使用复合片钻头是相当经济的。
钻孔质量评价主要有：孔位、孔向、孔径、孔深。
其中，孔位是按放样的孔位开孔钻进，保证孔位偏差符合要求；孔径是按钻孔结构要求，采用的钻头直径就为实际孔径；孔深按按要求的深度钻进，并采用测绳进行测量；孔向是按要求的角度进行钻进，控制指标为实际孔底与设计孔底之间的偏差值，即孔底偏差（孔斜），是钻孔质量评价的一项重要指标。
孔底偏差经过钻孔孔斜测量，最小孔底偏差为0.30m，最大为1.32m。
质量要求：孔底偏差不大于1.5m。
通过18个孔的施工，钻孔质量均满足要求，说明复合片钻头适用于该地层，在孔斜方面能保证钻孔质量。
2.2 复合片钻头在陕西鸭儿沟水库二期灌浆工程应用
鸭儿沟水库基础主要为泥岩，岩石属于软岩。
开始采用XY-2PC地质钻机配硬质合金钻头或孕镶金刚石钻进，虽然是软岩，但钻进效率特低，5m灌浆段需要4小时左右。
后改用陕西乾县一个钻头厂生产的复合片钻头进行钻孔，主要采用75mm孔径。
转速采用三档，转速298转/min（采用四档后，钻具稳定性变差），钻压1.0kN，泵量60L/min，5m灌浆段需要钻进1.5小时左右，效率提高了2.6倍。
另外，复合片钻头在泥岩中十分耐用，记得2200多米消耗了4个钻头，还是钻头复合片掉片造成钻头报废。
在该工程中，采用复合片钻头钻孔是非常经济实用的。
3 操作
经过上述工程的应用，在操作上有以下几点认识：
3.1 便于操作
复合片钻头钻进可参照金刚石钻进要求进行施工，但比金刚石钻进的要求低些，便于司钻掌握操作。
在不同地层中，采用的钻进参数范围较大，如转速，可低速钻进，岩石条件好时，可采用较高的转速进行钻进。
采用复合片不取芯钻头钻进时，由于钻头寿命长，可以连续钻进，减少提、下钻工作，大大减少了劳作强度，既经济又操作方便。
3.2 操作要点措施
1）改善钻具稳定性的措施
（1）使用直的机上钻杆，轻便水龙头和轻型高压胶管；
（2）钻具、钻杆弯曲度不要超过规定要求，连接后的同心度要好；
（3）钻压与转速要适当，不要盲目提高钻压或转速。
2）预防烧钻的措施
（1）保证钻具水路畅通，孔内水量满足钻具润滑作用；
（2）每次下钻，不得将钻具直接下到孔底，在接上机上主动钻杆后开泵送水，然后慢慢下到孔底；
（3）在软硬互层或遇软弱夹层时，增大泵量钻进；
（4）严禁用复合片钻头进行干钻。
3）避免钻头非正常损坏的措施
（1）孔底保持清洁，当发现有金属块、脱落岩心及孔壁掉块时采用冲、捞、抓、磨、等方法加以清除，防止磕掉复合片；
（2）钻具通过换径、探头石、孔壁掉块等部位以及在斜孔和干孔中下钻时，必须放慢下降速度，防止磕掉、墩掉复合片；
（3）地层由硬变软时应减压并控制钻进速度。
3.3 注意事项
1）做好复合片钻头的选型，更好发挥其高效作用。
2）规范操作，钻头仍发生复合片掉片，则是复合片焊接问题，应购置质量合格的复合片钻头。
3）在软岩中钻进，尽量采用低钻压，高转速，大泵量进行钻进。
在硬岩中钻进，尽量采用较高的钻压，高转速，泵量适量进行钻进，但要保证钻孔岩粉充分清洗和钻头充分冷却。
4）根据地层，要及时调整钻进参数，防止采用固定参数钻至终孔，使钻进参数尽量与地层匹配合理，这样既能提高钻孔质量，又能提高钻孔效率。
5）提钻后，加强对复合片钻头磨损检查分析，判断孔内情况，查找非正常磨损原因，并采取调整措施，减少钻头非正常磨损。
6）采用复合片不取芯钻头钻进时，加强孔斜测量，同时司钻要精细操作，防止岩层变化处发生孔斜变化过大。
4 结论
经过不同工程的应用，采用复合片钻头钻孔，有以下优点：
4.1 适用不同硬度的岩石，使用范围广，完全满足钻孔质量标准
4.2 复合片钻头具有超强的耐磨性，使用寿命比其他钻头长（耐用、经济）
4.3 复合片钻头钻进便于司钻掌握操作，并且操作方便
复合片钻头具有上述钻孔质量可靠、经济实用、便于操作的优点，因此在灌浆工程钻孔施工中，复合片钻头钻进是值得推广的一种钻进方法。
[责任编辑：王静]。