A. 我想问下钻岩石用的金刚石复合片锚杆钻头的材质是45号圆钢还是其他什么材料有没有进行过热处理谢谢
应该采用DZ50以上牌号的钢材，DZ是地质用钢的标示。
看到你的钻头部分好像是电镀金刚石粉的样子，应该使用调质工具钢，可以钎焊金刚石小粒。
B. 为了好搜索
1.钻井工程在岩土工程中的作用？
答：钻井工程是指在初步探明油、气、水储藏情况后通过钻具（钻头、钻杆、钻链等）对地层钻孔，然后用套管联系并向下延伸到油、气、水层的过程。
岩土工程：在工程建设中有关岩土或土的利用，整治或改造的科学技术。因此，我们可以知道钻掘工程为岩土工程的发展起了很大的促进作用，主要是利用钻井工程发现了地层下很丰富的物质资源，为岩土工程的发展提供了良好的条件和先进的技术，同时我们可以知道钻井工程是岩土工程中的一小部分，岩土工程要想挖掘地下的物质资源必须要利用到钻井技术，然后提取出资源，就是说钻井工程为岩土工程发展取得决定性因素。
2.钻井工程的全过程？
答：开钻前要在设计的孔位处平整场地，控好钻进冲洗液的循环槽、池和安装钻塔14、钻机房15必须的基坑。按设计的钻孔方向在钻塔中安装钻机7，泵18和驱动钻机与泵的电动机19。用安装好的钻机按设计的方向开孔，然后在孔口固定孔口管6。
钻进时，首先用绞车16向孔内下方钻柱，钻柱由钻头岩心管3、异经接头4和钻杆柱5组成，钻杆柱的总长度应大于孔深，各部分钻柱之间用密封的螺纹连接。钻杆柱上部穿过钻机的回旋立轴8，并用卡盘9夹持住。在钻杆柱顶装有钻探水龙头10，用高压胶管17把它与泵18相连。一边冲洗钻孔一边回旋，小心的把钻头下至孔底并开始钻进。
根据新钻岩石的物理——力学性质，在轴向力和回转力的共同作用下，钻头在孔底钻出一个环形空间，兵产生了岩心2，随着钻孔加深岩心将充满岩心管。
冷却钻头，清除孔底破碎下来的岩屑并把它带至地表，要用冲洗介质冲洗钻孔。
岩心充满岩心管时，应可靠地卡取岩心，并把它从岩心管的下部弄断。
提钻时把钻杆柱卸成单独的立根，并把它们摆放在立根台上。立根一般由2—4根钻杆用螺纹连接而成，立根长度取决于钻塔的高度，一般应比钻塔低3米左右。提钻时可通过拉力表测出钻杆柱的质量。
钻具提至地表后，拧下钻头，从岩心管内取出岩心。冲洗并去掉岩心上的泥皮，丈量岩心长度，再按顺序摆放于岩心箱中，标明取心的孔段和岩心采取率。每次提钻时仔细观察，当其已磨损时应及时更新钻头，重复以上的步骤。
3.岩石的强度。
答：强度是固态物质在外载作用下抵抗破坏的性能指标。影响岩石强度的因素：（1）造岩矿物的强度。（2）孔隙度密度。（3）各向异性。（4）岩石受载方式。（5）应力状态。（6）加载速度。
4.岩石的硬度
答：岩石的硬度：反应岩石抵抗外部更硬物体压入其表面的能力。影响岩石硬度的因素：（1）岩石中新含矿物的性质。（2）各向异性。（3）在各向均匀压缩条件下，岩石的硬度增加。（4）随着加载速度增加，将导致岩石的塑性系数降低，硬度增加。
5.岩石的研磨性。
答：岩石的研磨性：岩石磨损工具的能力称为岩石的研磨性。分为两种：（1）摩擦磨损。（2）磨粒磨损。
影响岩石研磨性的因素：（1）岩石颗粒的硬度大，研磨性也越强。（2）岩石胶结构的粘结强度越低，岩石的研磨性越强。（3）岩石颗粒形状越尖锐，颗粒尺寸越大，则岩石的研磨性越强。（4）空隙性岩石表面粗糙，与工具接触的局部易产生应力集中，增强岩石的研磨性。（5）硬度相同，单矿物研磨性低，非物质和多矿物的岩石研磨性越强。（6）介质会改变岩石的研磨性。
6.岩石破碎的三种方式。
答：岩石破碎：是挖掘作业中使部分岩体脱离母体并破碎或岩块的工艺和理论。分为切割破碎、冲击破碎、爆炸破碎。
7．应轴式钻机由哪几部分组成。
答：动力机、离合器、变速箱、分动箱、立轴、卷扬、液压器。
8、硬质合金钻头的结构三要素。
答：一定数量的硬质合金切割工具，按一定形式排列在钻头体上，可形成钻进不同地层的钻头结构。这些决定钻头结构的要素称为硬质合金钻头的结构要素。
钻头体：是切削具的支撑体。
切削具出刃分为：内外出刃，底出刃。
9、磨锐式钻头。
答：磨锐式硬质钻头合金钻头的切削具被磨损后，可重新用砂轮修磨成具有锐角的单斜面切削具，以利切入岩石随着切削具的磨损，机械钻速逐渐下降。钻头体的外形可把磨锐式钻头分成肋骨钻和普通环状钻头。
肋骨钻头是在钻头体外侧均匀分布地焊上数块肋骨片，并在肋骨上镶焊小刃角的切削具。
普通环状钻头：可钻进中硬或中硬以上的弱研磨性地层。
10、自磨式钻头。
答：钻进坚硬岩石时，除了采用金刚石钻头，钢粒钻头外，常用自磨式硬质合金钻头。自磨式钻头的切割具断面小被磨损后其接触面积保持不变，不存在磨锐式钻头切削具逐渐变钝的弱点。但小断面切削具的抗折断能力很差，就以必须用齿状软钢支撑切削具。
11、金刚石钻头的类型及破岩机理。
答：（1）表镶金刚石钻头。金刚石沿同心圆运动时，它向岩石传递，一定的质量，岩石吸收能量后产生破碎并形成小的沟槽。在弹—脆性岩石中，由于大小剪切体的产生，沟槽的宽度大大超过了金刚石吃入岩石的深度。金刚石被磨钝后，必须在孔底某一点处多次重复补充荷载才能使岩石产生破碎，即这时的岩石破损过程具有疲劳破碎的性质。
（2）孕镶金刚石钻头。孕镶金刚石钻头的孔底碎岩过程不同于表镶钻头，因为它用的金刚石颗粒小，且埋藏于胎体之中，孕镶钻头必须在钻进规程中保持自磨出刃的性质，才能维持钻进速恒定而不衰减。
12、金刚石钻头的结构要素。
答：（1）钻头用的金刚石：天然和人造金刚石颗粒取决于新钻岩性。（2）金刚石在胎体中的含量：金刚石的含量，影响钻头性能重要参数。（3）钻头的胎体性质：根据新钻岩石正确选择胎体硬度。（4）钻头的磨面形状：磨面形状多为平底线，在孔内磨合一段时间后便能自然形成圆弧状。（5）钻头的水口：设计成多水口，小水口，这样防止烧钻。
13、钻进速度。
答：（1）回次钻速：从经孔内下放钻具——钻进——从孔内提起钻具称之为产生循环中的一个回次，随着钻孔加深和岩石可钻性级别提高，在一个回次中起下钻具的作业将占去很多的时间。因此必须优选钻进参数，实现钻具升降作业机械化，以提高回次钻进。
（2）循环钻进：指的是从开孔到经孔整个生产大循环的平均钻速。
14、钻进规程（最优、合理、专用）
答：当地质——技术条件和钻进方法已确定时，在保证钻孔质量指标前提下，为获取最高钻速或最低每米钻进成本而选择的钻进参数搭配叫做最优规程。
在给定的技术装备下，当钻进规程参数的选择受到某种制约时，在保证钻孔质量指标的同时争取最大钻速的钻进参数组合叫做合理规程。
为完成特种取心，矫正孔斜，进行定向钻进等任务事采用的参数搭配为专用规程。
15、金刚石钻进的临界规程。
答：钻头胎体温升正常，功率消耗平稳，同时钻头磨损转微，而在临界规程下，钻头胎体升温将急剧上升，功率消耗剧增，钻头磨损严重，甚至出现烧钻。
（1） 胎体温度与钻压P和钻速n的关系。
（2） 功率消耗、机械钻速与钻进规程的关系。
（3） 胎体温度与冲洗液的关系。
（4） 钻头磨损与钻进规程的关系。
16、螺旋钻头的临界转速。
答：临界转速的概念：转速较低时，钻屑的离心的惯性力小，孔壁对钻屑的摩擦力不足以使钻屑与叶片之间产生相对运动，钻屑只能随时叶片旋转而不上升。随着转速的增大孔壁对钻屑的摩擦力也增大，转速超过某一临界点后，孔壁对钻屑的摩擦力足以使钻屑与螺旋叶片之间产生相对运动，钻屑就会上升。这一转速的临界点称为临界转速。
17、潜孔式钻机。
答：（1）阀式冲击器：正作用冲击器、反作用冲击器、双作用冲击器。
（2）无阀冲击器：射流式冲击器、射吸式冲击器。
（3）有阀潜孔锤：排气结构、防空打机构、配气机构。
18、土芯的采取。
答：工程地质钻探的主要任务之一是在岩土层中采取岩心或原状土试样，岩心试样的天然结构一般不易破坏，而土的试样却很容易被扰动。
取土方法：（1）压入法：分为连续压入法和断续压入法。前者用滑轮组合装置将取土器一次快速压入地层适用于较软土层中的取样，后者将取土器分两次或多次压入地层中。
（2）击入法：一般适用于较硬与坚硬土层取样，分为孔外击入法和孔内击入法。
（3）回转击入法：采取坚硬土层中的土样或岩样时，若上述取土方法无法采取，可采用机械回转钻进的回转压入或取土器。
19、岩（矿）芯采取率及影响因素。
答：岩矿心采取率：实际自孔内取上的岩矿心长度与实际钻进尺寸之比。对于岩矿心一般要求岩心不低于65%，矿心不低于75%，如果不足，应进行补取。
影响因素：
（1）：自然因素：影响取心数量和质量的自然因素主要是新钻岩石的物理力学性质和岩矿层的结构、构造。
（2）人为因素：①钻进方法选择合不合理：钢粒钻进时振动大，孔壁间隙大，钻出的岩矿心细，对岩矿心磨损作用大，硬质合金钻进时磨损转轻微，金刚石钻进时最小。②钻具结构选用合不合理：钻进中使用弯曲或偏心的钻心管、钻杆、钻头时，钻进中钻具回转运动，产生离心力和水平振动，使岩心受到冲撞，磨损而破坏。③钻进规程：压力、转速、泵量。④操作方法不正确：钻进中盲目追求尺寸，回次时间时长，提钻不及时，都会增加岩矿心在孔底被破坏的可能性。
20、取芯工具及方法。
答：（1）卡料卡取法：当用硬质合金和钢粒钻进中硬及中硬以上，完整的岩矿属性时，钻进回次终了是，可从钻杆内向孔底投入卡料卡紧并扭断岩心。
（2）卡簧卡取法：卡簧装于钻头体的内锥面上，回次终了时稍上提钻具，即可把岩心卡拉断。
（3）干钻卡取法：在回次终了停止送水，干钻尺寸一小段利用来排除的岩粉来挤塞岩矿心，再通过回转将其扭断提出。
（4）沉淀卡取法：在回次终了停止冲洗液循环，利用岩心管内悬浮岩粉的沉淀，挤塞卡牢岩矿心。
（5）楔断器卡取法：在钻进混次终了将钻具提出孔外，下入楔断器，利用吊锤冲击楔子将岩心楔断，再下入夹具将岩心提出。
21、其他取芯方法。
答：（1）单层岩心管钻具。
（2）双管钻具。①双动双管②单动双管
（3）绳索取芯钻具：①单动双层岩心管②打捞器。
（4）反循环钻进取心：①孔底局部反循环取芯②全孔反循环取芯。
22、钻井液的作用。
答：（1）良好的冷却散热能力和润滑性能。
（2）良好的剪切稀释性能。
（3）.良好护壁,防漏和抗御外界影响的能力.
（4）.具有自身不发酵变质和不腐蚀钻具的性能.
23.钻孔位置结构三要素.
通常我们把孔深,方位角和顶角叫做孔斜三要素,有了孔斜三要素便决定了钻孔轨迹.
24.钻孔弯曲的充要条件.
钻孔弯曲的根本原因是粗径钻具轴线偏离钻孔曲线.
1,存在孔壁间隙,为粗径钻具提供偏倒或弯曲的空间,此条件主要影响钻孔弯曲强度.
2.具有倾倒或弯曲的力,为粗径钻具轴线偏离钻孔轴线提供动力.
3.粗径钻具倾斜面方向稳定.粗径钻具倾斜面是指偏倒或弯曲的粗径钻具轴线与钻孔轴线所决定的平面孔壁间隙和倾倒或弯曲时实现钻孔弯曲的必要条件,而粗径钻具倾斜面方向稳定是残生钻孔弯曲的充分条件.
25.钻孔漏失的判别,测量及堵漏方法
1.从岩层结构判断:因为在钻探中,初次漏失往往发在几底.发现漏失后,首先应对钻探取上的岩心进行分析观察接近孔底的岩心是否有松散,裂隙,节理发育或溶蚀情况,完成程度如何.
2.从钻进过程中判断:如果在钻进过程突然出现漏失并伴有钻速突然加快或钻具坠落,则应考虑是否遇到了破碎带,大裂隙或大溶洞.
3.从孔内水位判断:当在不含水底层中发生孔底漏失时,则孔内没有稳定水位,即所谓全孔漏失.
测量方法1.现场简便测定法1.止水测定法2.隔离压力试验法.
2.井温测定法
3.钻孔测漏仪
C. 怎样钻岩石井
主要是采用的钻头不同，取心钻进可以采用合金钻头、钢粒钻头，全面破碎可以采用牙轮钻头、冲击钻进、气举反循环钻进、潜孔锤钻机钻进等方法。
D. 冲击回转钻进破碎岩石
一、冲击回转钻进岩石破碎原理
冲击回转钻进碎岩，是由冲击载荷和回转力矩联合完成的。前者引起破碎坑；后者对破碎坑之间的扇形部分进行有效的切削，如图1-5-17所示。
在分析冲击回转钻进岩石破碎原理时，存在着两种不同的观点：
一种认为：冲击回转时，岩石破碎主要是由冲击载荷引起的。轴向载荷主要用来克服钻具在冲击时的反弹力，以改善冲击钻具的工作性能；回转力矩主要是使切削刃能沿孔底进行有效的剪切。这种方法使用的冲击器的特点是冲击功大、冲击频率低。一般用于硬质合金钻进、钢粒钻进、牙轮钻进。
图1-5-17 冲击回转钻进时的碎岩过程
另一种观点认为：冲击回转方式下破碎岩石的实质是，以回转方式为主，冲击作用是辅助的，所以也可能称为回转-冲击钻进。此时，轴向载荷是保证切削具能压入岩石的主要参数。这种方法使用的冲击器的特点是冲击功小而冲击频率高，一般用于金刚石钻进。
应当指出：存在上述两种不同的观点，主要是所遇的岩石的性质不同，以及所采用的冲击器类型不同所致。例如，对于脆性的坚硬岩石来说，利用动载破碎接触应力瞬时可达极高值的特点，破碎效率较高；而且在冲击时，同时作用着回转力，这就对欲破碎的岩石施加了附加的剪切作用，加速了破碎的效果，造成粗大颗粒岩体的剥离作用。随着岩石的脆性与硬度增大，这种效应就更加显著；而对于具有明显塑性的岩石来说，冲击载荷破碎的效果并不理想，冲击功大部分转换为岩石的塑性变形。因而，不会导致岩石大体积的剪切作用，在这种情况下加强回转钻进规程是十分必要的。
冲击回转钻进所以能够提高钻进效率的原因，归纳起来有以下几点：
（1）冲击载荷的特点使接触应力瞬时可达极高值，应力比较集中，所以尽管动硬度要比静硬度大，但仍易产生微裂纹，有利于脆性体积破碎。并且冲击速度愈大，岩石脆性增大，愈有利于裂隙发育。因此，以不大的冲击功（数公斤·米）就可破碎坚硬岩石，而静压入时则需很大的静压力。
（2）切削刃具的磨损减少。切削刃具磨损减少的原因有：①钻进中所需的轴向压力较小，转速较低；②体积破碎的摩擦系数，低于表面破碎时的摩擦系数，而在冲击回转钻进中容易达到体积破碎的程度的；③钻速快，切削具的相对磨损就减小；④冲击破碎岩石的刃具与岩石的作用时间短，等等。
（3）因为冲击时还加有一定的轴向压力，改善了冲击功的传递条件，增大了冲击效果。
（4）因为高频地连续地给岩石施加冲击载荷，所以，在碎岩过程中裂隙发育较完全，有利于岩石呈疲劳破碎。
（5）因为在冲击中又有连续不间断的回转切削作用，改变了冲击载荷的传递方向（斜冲击），使碎岩拉应力区扩大，有利于破碎。
此外，冲击回转钻进时，由于冲击器工作时的上下振动，岩心堵塞时有解卡作用，减少了岩心堵塞机会；再有使用冲击器时，加大了水量，改善了孔底净化条件等，这一切都有利于提高冲击回转钻进效率。
二、影响冲击回转碎岩效果的因素
1.冲击功对碎岩效果的影响
冲击功是影响冲击回转碎岩效果的主要因素，有关内容详见前第三节。
2.最优冲击间隔
在两次冲击之间，切刃回转一个角度，构成冲击间隔。这反映了转速与冲击频率之间的关系。试验表明：当冲击功一定时，对于每一种岩石，相邻两次冲击的夹角β存在最优值。例如，当A=0.625kg·m/cm刃长时候，花岗闪长岩的β优约为5°，大理岩β优约为7.5°。随着单位冲击能量的增加，β优增加，如当A=1.25kg·m/cm刃长时，花岗闪长岩的β优角增至7.5°，而大理岩的β优约为10°。随着岩石硬度增加，β优角减小。
因此，在冲击回转钻进时，最好使钻具转速和冲击频率配合在最优冲击夹角的条件下工作。如果冲击频率不变，则随着岩石硬度的减小、单位冲击能量的增加、切刃数的增加、刃角的减小和钻头直径的减小，钻具的转速必须增加。
3.静载与动载的相互配合
在冲击回转钻进中，在切刃上既作用着轴向压力（静载），又作用着冲击力（动载）。这两个载荷的取值决定于岩石的性质。对于脆性岩石，破碎主要靠动载，而静载主要用于克服动载的反弹力；而过大的静载反而导致切刃磨损的增加；对于塑性岩石为了充分发挥回转切削岩石作用，可采用较大的轴向压力。
4.斜冲击力的影响
在冲击回转钻头上，同时作用着水平和垂直两个方向的运动速度，该两速的合速使切刃与岩石呈某一角度切入岩石，这个角ρ称之施力角（图1-5-18）。施力角大小对碎岩效果有影响，并且每一种岩石有其最优施力角（ρ优）。随着岩石硬度增加，角ρ优也略有增加。
5.规程参数对钻进效率的影响
（1）轴向压力的影响 钻进中硬以下（小于8级）岩石时，轴向压力的影响比较大，过大过小均会影响钻进效率。此时基本上是按岩石性质确定轴向压力。如果钻进硬岩时，轴向压力主要克服冲击器的反弹力，为了保证冲击钻具经常与孔底接触，一般采取300～400kg即可。
（2）转速（数）的影响 影响转速（数）选择的主要因素同样也是岩石性质。破碎硬岩或研磨性岩石时，主要靠钻具的冲击作用，转速（数）可以低些，对于常规口径的岩心钻具一般为30～45r/min，转速（数）高了会使切刃早期磨损；对于软塑性岩层，转速（数）可达150～270 r/min，以充分发挥切削碎岩的效果。
对于金刚石冲击回转钻进，由于采用高频低冲击功的冲击器，所以还是保持原金刚石钻进高转数的特点，比纯金刚石回转钻进略低一些即可。
图1-5-18 最优施力角
（3）水量的影响 水泵的送水量（水量）是液动冲击回转钻进的一个重要参数。因为水量不仅影响洗井的质量，而且直接影响冲击器的工作性能——冲击功和冲击频率，从而影响钻进效率。因此，在实际工作中，只要岩层和采心质量要求允许、水泵可能，就应满足冲击器所需的水量。
E. 地球的岩石中有纯金属吗
没有。
在自然界中,绝大多数金属以化合态存在,少数金属例如金、铂、银、铋以游离态存在.
介绍
纯金属是指不含其他杂质或其他金属成分的金属。
纯金属虽然具有较高的导电性、导热性和良好的塑性等优点，但由于其性能的局限性，不能满足各种不同场合的使用要求。
纯金属的力学性能不高，以强度为例，纯金属的强度一般较低，铁的抗拉强度约为200MPa，纯铝的抗拉强度约为100MPa，显然不适合用于工程中各种结构的用材。加之纯金属种类有限，制取困难，价格相对较高，因此在各行业上应用较少。实际上，工程中使用的金属材料都是合金，如碳钢、合金钢、铸铁、铜合金、钔合金，尤其是铁、碳为主要成份的合金。
F. 钻砂岩用什么钻头好
金刚石钻头
我厂依托优质的专业地质勘探资源，经通过对多种地层的实用研究
生产的电镀金刚石钻头，广泛适用于石油、冶金、水利、建筑、公路、
铁路、桥梁、取芯验质等地质钻探，特别在中坚硬岩层（7-12级）
中钻进效率高，钻孔质量好，岩芯采取率高，与同行业相比更具有耐磨、
进尺快的特点
HRC22OC HRC24OC HRC26OC HRC28OC HRC30OC
HRC32OC HRC35OC HRC38OC HRC40OC HRC45OC
a) 配备钻具最好用管子钳紧固，不要采用牙钳紧固、拆卸钻头。
b) 必须具备孔内干净，无金属异物。
c) 钻具下入孔内注意慢和稳，防止孔内中途掉落岩芯碰坏钻头。
d) 钻头下入孔内待开通水后方能开车钻进，转入正常方可加
压，提速钻进。
G. 旋挖桩中泥岩砂岩 进尺速度是多少
砂卵石、卵砾石、泥灰岩、砂岩、灰岩、泥岩、页岩等硬岩层，因地层密度较大，摩擦钻杆和回转钻头无法完成成孔。此类岩层应选用机锁杆和短螺旋钻头。根据钻进地层不同，短螺旋钻头分为嵌岩短螺旋钻头和土层短螺旋钻头两类。按其头部结构形式分，短螺旋钻头又可分为锥头短螺旋钻头和平头短螺旋钻头。一般情况，嵌岩短螺旋钻头多为锥头形式，土层短螺旋钻头多为平头形式。锥头短螺旋钻头根据锥头结构形式的不同和钻头导程的多少又可分为单锥单螺旋钻头、双锥单螺旋钻头以及双锥双螺旋钻头3种。嵌岩短螺旋钻头所用切削刃为头部镶焊有钨钴硬质合金的截齿，主要用于钻进风化基岩、胶结性较好的卵砾石地层及永冻土层。土层短螺旋钻头所用切削刃为耐磨合金钢斗齿或斗齿加截齿，主要用于钻进地下水位以上土层、砂土层和粒径不大的砾石层。一般的泥岩也可用土层短螺旋钻头，如：全风化及强风化。对于硬度较大的基岩地层、大的漂石层以及硬质永冻土层，直接用短螺旋钻头或旋挖钻斗钻进都比较困难，需要嵌岩筒钻配合短螺旋钻头和双底板捞砂钻斗钻进。嵌岩筒钻分为取芯岩石筒钻和不取芯岩石筒钻两种。取芯岩石筒钻除了筒体下端焊有子弹头截齿外，筒体内壁上装有承托岩芯的合页片。不取芯嵌岩筒钻则没有承托岩芯的合页片。嵌岩筒钻的主要作用在于对孔内岩芯的圆周进行松动掏空，为以后下入嵌岩短螺旋钻头破碎岩芯创造破碎自由面。对于层理发育且各向异性的硬岩地层，用嵌岩筒钻配合嵌岩短螺旋钻头和双底板捞砂钻斗钻进，能有效地预防孔斜及提高工作效率.砂卵石、卵砾石层比一般的第四纪地层硬度大，钻进难度较大。这类地层中若没有粒径太大的孤石、漂石，一般可选用机锁钻杆和双底板捞砂钻斗钻进。但这类地层的研磨性比较强，所以钻斗斗齿的消耗会比较大。当碰到有大孤石（漂石），则下入嵌岩短螺旋钻头钻进，一般能把大孤石搅碎或将整个孤石（漂石）带出孔口。钻进卵砾石地层，嵌岩短螺旋钻头的锥头结构形式和锥度大小的选择主要取决于卵砾石粒径的大小和地层硬度，粒径大则选用单锥头形式(单锥头形式的锥头叶片空间比双锥头形式的大，但是带渣能力前者比后者差)，这样才能使大粒径卵砾石被旋入螺旋叶片内；粒径小则选用双锥头形式易于带起钻渣。地层硬度大则选用小锥角形式的钻头；硬度小则选用大锥角形式钻头。对于强风化基岩，如：泥灰岩、砂岩、灰岩、泥岩、页岩等硬岩层，采用嵌岩短螺旋钻头钻进，配合用嵌岩筒钻（主要作用在于对地层进行松动，取芯是次要功能，所以一般采用不取芯岩石筒钻）以及用双底板捞砂钻斗清渣。旋挖钻机在钻进时，根据地层选用钻斗的同时，还要注意在钻进时进尺的控制。在使用旋挖斗时依据斗体的容量，一般在斗体三分之二为合适。进尺深度根据桩直径而定，也要根据地层的密度控制进尺深度。进尺过多，导致卸土困难，还会导致埋钻卡钻的事故发生。过少会延误施工进度与设备、能源的消耗，成本提高，降低了效益。
H. 旋挖机钻中风化岩石用什么钻头
旋挖机钻中风化岩石，要根据风化岩石的硬度来决定用什么钻头。
一般用不锈钢钻头。特别硬的情况下用金刚石或石墨钢钻头。
I. 迄今为止人类未解之迷都有什么
一 都灵耶稣裹尸布
都灵耶稣裹尸布(Shroud of Lirey-Chambery-Turin)是人类史上被最仔细研究的一件物件，相传耶苏被第十三个门徒出卖，结果钉死於十字架上，死后三日却复活过来，盛下曾经包裹着他的尸体的裹尸布。
裹尸布一直被教徒视为神迹，是对耶稣存在的其中一大证明，梵蒂冈亦早已认定裹尸布是神迹。
三尺乘十四尺的裹尸布上，可以见到耶稣的轮廓，仔细得连嘴唇也清晰可见，但是整幅亚麻布都没有包括耳朵、肩膀在内的侧面轮廓，他的身躯、面颊、手臂和手指都比正常的幼长，而左手前臂则较右手长。裹尸布的影像只是表面的颜色改变，而没有渗入布中，所以亚麻布的背面并没有耶稣的图像，奇怪的是以摄影底片形式显示的容貌却是异常清晰，并且拥有三维立体图像(经过电脑修补)。此外，值得注意的是耶稣死於公元36年，但至1356年才有详细关於裹尸布的历史文献记载。
二 史前超文明之谜踩在三叶虫上的足印
1938年美国肯塔基州柏里学院地质系主任柏洛兹博士宣布，他在石炭纪砂岩中发现10个类人动物的脚印。显微照片和红外线照片证明，这些脚印是人足压力自然造成，而非人工雕刻。据估计，有人足痕迹的这些岩石约有二点五亿年历史。 更早一些时候，有人在美国圣路易市密西西比河西岸一块岩石上，曾发现过一对人类脚印。据地质学家判断，这块岩石约有二点七亿年历史。 最为奇特的发现，是在美国犹他州羚羊泉。业余化石爱好者米斯特于1968年6月发现了几块三叶虫化石。他叙述说，当他用地质锤轻轻敲开一块石片时，石片“像书本一样打开，我吃惊地发现，一片上面有一个人的脚印，中央处踩着三叶虫，另一片上也显出几乎完整无缺的脚印形状。更令人奇怪的是，那几个人穿着便鞋!” 之后，1968年7月，地质学名家伯狄克博士亲往羚羊泉考察，又发现了一个小孩的脚印。1968年8月，盐湖城公立学校的一位教育工作者华特，又在含有三叶虫化石的同一块岩石中发现了两个穿鞋子的人类足迹。 所有这些发现，经有关学者鉴定，均认为令人无法怀疑，是对传统地质学的严重挑战。犹他州大学地球科学博物馆馆长马迪生，在记者招待会上说，那时候“地球上没有人类，也没有可以造成近似人类脚印的猴子、熊或大懒兽，那么，在连脊椎动物也未演化出来之前，有什么似人的动物会在这个星球上行走呢?” 三叶虫是细小的海洋无脊椎动物，与虾蟹同类。在地球上存在时间从6亿年前开始，至2.8亿年前灭绝。而人类出现的历史与之相比，很短，至于穿上像样的鞋子不过三千多年。这一切，又该作何解释? 20亿年前的核反应堆
原子能技术是人类近几十年中才开始掌握的一门高科技技术，而在非洲，却发现了一个20亿年前的核反应堆! 法国有一家工厂使用从非洲加蓬共和国进口的奥克洛铀矿石，他们惊讶地发现，这批进口铀矿石已被人利用过。铀矿石的一般含铀量为0.72%，而奥克洛铀矿石的含铀量却不足0.3%。这一奇怪的现象引起了科学家们的注意。他们纷纷来到加蓬奥克洛铀矿考察，发现了一个不可思议的史前遗迹——古老的核反应堆，由6个区域约五百吨铀矿石构成，输出功率估计为100千瓦。这个反应堆保存完整，结构合理，运转时间长达50万年之久。 据考证，奥克洛铀矿成矿年代大约在20亿年之前，成矿后不久就有了这一核反应堆。而人类只是在几十万年之前才开始使用火。那么，是谁留下了这个古老的核反应堆?是外星人的作品，还是前一代地球文明的遗迹? 矿石中的人造物
人类学会制造工具不过几十万年历史，然而，人们却从几千万年甚至几亿年前形成的矿石中发现人工制造的东西。 1844年，苏格兰特卫德河附近的矿工，在地下8英尺的岩石中发现藏有一条金线。 1845年，英国布鲁斯特爵士报告，苏格兰京古迪采石场在石块中发现一枚铁钉，铁钉的一端嵌在石块中。 1851年，美国马萨诸塞州多契斯特镇进行爆破，从坚实的岩床中炸出了两块金属碎片。 这两块碎片合拢后，竟是一个钟形器皿，高12厘米，宽17厘米，是用某种金属制成，有点像锌或锌与银的合金，表面铸刻着6朵花形图案，花蕊中镶有纯银，底部镌刻着藤蔓花环图纹，当地报刊誉为“精美绝伦”。 1852年，苏格兰一处煤矿中，在一大块煤炭中发现一件形状像钻头的铁器，而煤块表面无破损，也找不到任何钻孔。 1885年，澳大利亚一处作坊的工人，在砸碎煤块时发现煤中有一个闪闪发光的金属物，是一平行六面体，两面隆起，其余四面均有深槽，形状规则，使人无法否认这是一个人造物体。 1891年，伊利诺州摩里逊维尔镇的柯尔普太太在敲碎煤块时，发现煤里有一条铁链，两端还分别嵌在两块煤中。这两块煤原来是一个整体，只是在敲碎时才分开。 1961年，美国加利福尼亚州奥兰恰市洛亨斯宝石礼品店3位合伙人兰尼、米克谢尔和麦西，在一个海拔4300英尺的山峰上，找到一块化石。当他们用钻石锯开化石时，锯刃被坚强的东西弄坏了，打开后才发现，化石中包着一个“晶洞”，里面有一个像汽车火花塞一类的东西。中间是一条金属圆芯，外包一个陶瓷轴环、轴环外又有一个已变成化石的木刻六边形套筒，套筒外面便是硬泥、碎石和贝壳化石碎片。据地质学家估计，这块化石在50万年前就已形成。而50万年前又何来汽车火花塞?
三 不可思议的史前文明遗迹
距离澳大利亚东海岸约750英里的新喀里多尼亚岛以南40英里处，有一个叫派恩的小岛。岛上有四百多个像蚁丘似的古怪古冢，用沙石筑成，高8至9英尺，直径300英尺。 古冢上寸草不生，古冢内也找不到任何遗骸，只在3个古冢中各发现一根直立水泥圆柱。在另一个古冢中发现有两根并排的水泥圆柱。这些圆柱，直径从40英寸至75英寸不等，高40英寸至100英寸。用放射性同位素碳检验法测定，这些圆柱是公元前1095年至5120年间的东西。是谁在人类发明水泥之前就已使用水泥了?这些圆柱究竟有什么用处?为什么在附近找不到任何有关的人类遗物? 在南美发现一个秘密的隧道系统。这个隧道系统的秘密入口处由印第安人的一个部落把守，一直通向250米深的地下。隧道内壁光洁平滑，顶部平坦。其中有几处宽阔的厅洞，竟有喷气客机停机库那么巨大。在一处宽153米、长164米的大厅中，放着一张桌子，7把椅子。这些桌椅不知用何种材料制成，像石头又不冰冷，像塑料却坚硬如钢。 在美国佛罗里达州、佐治亚州及南卡群岛一带海底，人们发现一条路面宽阔的平坦大道。潜水艇安上轮子后可以像公共汽车一样在大道上行驶。
四 超时代的技术
土耳其伊斯坦布尔的托普卡比宫珍藏着一张奇特的古代地图。这张古地图是18世纪初发现的，看样子是一份复制品。地图上，只有地中海地区画得十分精确，其余地区，如美洲、非洲都严重变形。然而，当科学家们进一步深入研究时，惊讶地发现，这张古地图其实是一张空中鸟瞰图。同阿波罗八号飞船所拍摄的地球照片相比，土耳其的这张古地图就像是它的翻版一样。地图上美洲、非洲的变形轮廓线，同阿波罗飞船拍摄的照片完全重合。尤其令人惊讶的是，古地图上还绘出了南极洲冰层覆盖下的复杂地貌，同南极探险队在1952年用回声探测仪对南极冰下地形的探测图毫无二致。是什么人在远古时代就已掌握了太空航摄的高技术? 南美喀喀湖高原，古城第阿瓦拉克神秘的废墟，有一座用整块红色砂岩雕刻成的巨大神像。神像上刻有一幅完整无缺的星空图，以及上百个符号。考古学家多年研究，终于破译了星图及符号。他们认为，这幅星图所描绘的是2.7万年前的古代星空，那些符号记述的是极为深奥的天文知识。这些知识是现代人类所未掌握的。数万年前居住在南美喀喀湖畔的古人类，又怎样掌握了超过现代人类的天文知识? 更为奇特的是，1921年在非洲赞比亚，人们发现了一个古尼德人的头骨，头骨左方有一个边缘平滑的圆孔，这圆孔唯有子弹射击才能形成。而据考证，古尼德人生活在旧石器时代中期，距今约有7万年。当时的人类，才刚刚学会使用石斧!
还有，在巴格达城郊的一座古墓中，科学家发现一组两千年前的化学电池，他们仿造古电池成功地获得0.5伏电压，持续工作了18天。世界公认的第一个电池，是公元1800年发明的，距今不到200年。 在埃及金字塔中，考古学家们从一具男童木乃伊的左胸中发现一颗人造心脏。现代医学研制使用人工心脏不过十来年历史，而木乃伊的这颗人造心脏却在5千年之前，就已通过精密的外科手术安进一个男孩子的胸腔!
五 是否存在着史前超文明
以上种种超文明不解之谜，一些科学家认为有两种解释，一是外星人访问地球所留下的痕迹，一是现代人类文明之前，曾经出现过前一届高级人类的史前超文明。越来越多的人更为相信后一种解释，有科学家提出了地球文明周期进化论。生物考古学家认为，地球诞生至今的45亿年历史中，地球生物经历了5次大灭绝，生生死死，周而复始，最后一次大灭绝发生在6500万年之前。有人据此推断，20亿年前地球上存在过高级文明生物，但不幸毁灭于一场核大战或巨大的自然灾变。亿万年的沧海桑田几乎抹去了一切文明痕迹，仅留下极少遗物，成了现代人类的不解之谜。也有人认为，前一届高级文明的毁灭，是因为地球气候的周期性变化。或者因为地球磁场的周期性消失。太阳系运转到宇宙空间某个特定位置时，地球上将会周期性地出现不适应人类生存的气候。6500万年前恐龙的灭绝便是一个例证。地球的这种周期性气候变化会导致高级智慧生物的周期起源和进化。 当然，这些仅是一家之言，或者说仅是一些猜测。然而，超文明的不解之谜，倒确实值得人们认真探索……
圣经中的谜团 《圣经》是世界上发行最多，流传最广的书籍之一。它是基督教的宗教经典著作，也是古代中东地区特别是犹太民族的一部详细的编年史。《圣经》这个名词是公元四世纪时君士坦丁堡大主教约翰·克里索斯通取的，他把犹太人所有的圣书统称为《圣经》。在《圣经》中保留了众多的犹太民族远古时代的历史传说，这些传说往往带有某些神话色彩，人们曾经以为那是古代人想象力的产物。但随着科学的深入发展，人们重新审视《圣经》，竞发现在这些神话和传说之中，包含着某些超越时代视野的真实记载。《旧约·以西结书》第一章至第三章中以西结的一段描述，被认为是有关不明飞行物的最早记载之一。那是在犹太人的约雅斤王被巴比伦王尼布甲尼撤掳走之后的第五年(即公元前592年)，天上出现了一具奇异的“飞行器”，降落在迦勒底(今属伊拉克)的迦巴鲁河边，以西结写道： “我观看，见狂风从北方刮来，随着有一朵包括闪烁的大云，周围有光辉，从其中的火内发出路像光耀的精金。” 能够扇起狂风，能发光，能喷出火焰，这是一种什么飞行器呢?下面以西结又说： “又从其中，显出四个活物的形象来。他们的形状是这样，有人的形象，各有四个脸面、四个翅膀。他们的腿是直的。脚掌好像牛犊之蹄，都灿烂如光明的铜。在四面的翅膀以下有人的手。……行走并不转身，俱各直往前行。……活物往来奔走，好像电光一闪。” 以西结观察得相当仔细，他并没有说他们是“人”。这些“似人的活物”到底是什么?是戴有宇航盔、身穿太空装、系着飞行装置的外星生物，还是受某种摇控指挥的太空机器人?以西结又有如下记载： “……活物的脸旁，各有一轮在地上。轮的形状和颜色好像水苍玉。……好像轮中套轮，轮行走的时候，向四方都能直行，并不掉转。四个轮轱周围满有眼睛。活物行走，轮也在旁边行走。活物从地上升，轮也都上升。” 这是某种碟形或螺旋桨式飞行器吗?那轮辊上的眼睛是不是飞行器的舷窗呢? 随后以西结“又听见一位说话的声音”，声音告诉以西结，要他按上帝的差遣，对本国子民传渝。他被带上飞行器，飞行器起飞了： “我又听见那活物翅膀相碰，与活物旁边轮子旋转震动轰轰的响声。于是灵将我举起，带我而去．……” 飞行器把以西结带到他的流放同胞居住的地方提勤亚毕，以西结在他们中间“忧忧闷闷地坐了七日”。以西结的经历是一次乘坐不明飞行物的经历吗?美国航空航天局的专家布卢姆里希对以西结提供的飞行器进行了思考和计算，并写成了一本名为《天穹开处》的书。他认为，以西结描述的飞船有着非常可信的程度。几十年内，人类的技术就能够制造出那种飞船。《圣经》中另一段引起很多人兴趣的描写，是《旧约*创世纪’第十九章》，上帝要毁灭所多玛和娥摩拉这两座罪恶之城。他派了两名天使来通知罗得带着全家逃离这里。天使带领罗得家人出了城，对他们说：“逃命罢。不可回头看，也不可在平原站住，要往山上逃跑。”他们逃出之后： “当时耶和华将硫磺与火，从天上…降与所多玛和蛾摩拉，把那些城和平原，并城里所有的居民，连地上生长的，都毁灭了．罗得的妻子田头一看，就变成了一根盐柱，亚伯拉罕清早起来，到了他从前站在耶和华面前的地方，向所多玛、蛾摩拉与平原的全地观看，不料那地方烟气上腾，如同烧窑一般。” 那两名天使为什么要对罗德家人强调“不可回头看，也不可在平原站住”?上帝用什么武器，能够在瞬间把两座城彻底毁灭?罗得的妻子回头一看为什么会带来灾难?那两座被毁灭的城市为什么会姻气上腾?直到1944年广岛和长畸被美国的原子弹炸成废墟之后，有些人重看这段文字，才顿感恍然大悟：只有原子弹才能一下子毁灭整座城市，只有原子弹爆炸的光辐射才能对看它的人造成致命的杀伤，只有逃离平原才能避开原子弹爆炸时冲击波的危害，只有原子弹的爆炸才能形成那冲天而起、从遥远的地方都能看到的烟云。古代人讲到神灵降下的灾难时，可能想到大火，可能想到雷电，可能想到洪水和瘟疫，但很难说他们能准确地凭空想象出某种高科技武器!造成的毁灭性后果。感谢远古时代那些犹太民族的先知，他们忠实而具体地记录下了那些当时他们还并不理解的事件，使今天的人们面对着这一切时，能够重新思考。
六 笑靥楚楚动人 新疆小河墓地女干尸之谜
似合微张的眸子，仿佛刚向心仪的男人抛罢媚眼；楚楚动人的睫毛，依然挂着酒消浓睡后的疏懒；尖顶毡帽下蒙尘的脸，露出凝固了的神秘微笑。她是谁？
在船形棺木开启的那一刻，这位“回眸一笑百媚生”的女子便倏地钻进了考古工作者的脑海。
去年10月至今年1月，新疆文物考古研究所组成的以所长伊弟利斯为领队的小河考古队，对这个谜团重重的墓地进行了发掘，解开了蒙在它头上的重重迷雾。
小河墓地的发现
1934年，瑞典考古学家贝格曼向西方世界介绍了他在中亚腹地发现的一具面露微笑的女性干尸：“高贵的衣着，中间分缝的黑色长发上戴着一顶装饰有红色带子的尖顶毡帽，双目微合，好像刚刚入睡一般，漂亮的鹰钩鼻、微张的薄唇与露出的牙齿，为后人留下一个永恒的微笑。”
作为斯文·赫定组织的西北联合考察团的成员，贝格曼在新疆罗布泊地区发现了一个“有一千口棺材”的古墓群。贝格曼把它命名为小河墓地。这具女性干尸就出自那里。
但小河墓地自贝格曼到过后就在沙海中神秘地消失了，在此后的66年中再也没有人能够找到它。
当年，贝格曼在小河只进行了粗略的工作，发掘了12座墓葬，带回了200多件文物，相对于贝格曼描述的一个巨大的古墓群来说，这些东西太简单了。但就这些简单的发现，让小河墓地成为世界考古界注目的焦点，人们在寻找着，探索着，希望有新的发现。
小河墓地的发掘
70年过去了，当又一个女性干尸面带神秘微笑再次在考古工作者手下出现时，小河——这个让世人牵挂猜度了半个多世纪的墓地终于现出重重疑谜。
小河墓地整体由数层上下叠压的墓葬及其他遗存构成，外观为一个椭圆形沙山，呈东北—西南走向。发掘前，沙山表面矗立着各类木柱140根，在墓地中间和墓地的西端各有一排保存较好的大体上呈南北走向的木栅墙。
考古人员对墓地西区上部两层遗存进行了全面揭露，发掘墓葬33座，获服饰保存完好的干尸15具、男性木尸1具、罕见的干尸与木尸相结合的尸体1具，发掘和采集文物近千件，不少文物举世罕见。
墓葬形制均为竖穴沙坑，墓中均置木质棺具，棺具形制基本统一，均系截取完整的胡杨木制成弧形的侧板，个别的制成直板。两侧板相对并合，两端楔以竖向档板，棺上再盖多块横向小木板，板上再覆以牛皮。牛皮中部放一把红柳枝，常见的是12枝红柳，另加一枝芦苇。
小河墓地的谜团
最让考古人员奇怪的是 木棺前竖立着不同形制的立木，木棺后均竖红柳棍。女性棺前立的是基本呈多棱形的上粗下细的木柱，上部涂红，缠绕毛绳，固定草束。男性棺前则立一外形似木桨的立木，大小差别很大，其上涂黑，柄部涂红。据分析，这些立木很可能是“男根”和“女阴”的象征物。
干尸的面部、身体上普遍发现涂有乳白色浆状物质，不知是用于防腐还是有其他用意。
有两具尸体标本令人惊异 一具是形似侏儒的木质尸体，另一具是用干尸的头部、两臂和木雕的躯干、下肢组合的尸体。
考古人员对小河墓地周边环境、古遗址进行了初步调查，发现遗址、墓地22处，采集陶、石、铜、铁、玉等类文物近百件，初步分析，这些遗存年代均在汉晋时期。
考古人员的推断
从卫星定位仪标定的这些古址的坐标、分布看，小河墓地实际上指示出了和罗布泊北部著名的“楼兰道”相交的一条南北走向的交通线。在墓地东北一公里的范围内发现有粗大的胡杨枯树，有些树被砍伐，只留有整齐砍痕的根部，表明当时这里曾一度是林木茂盛的绿洲。
对于小河墓地的年代，考古人员推测其年代的下限晚于古墓沟第一类型墓葬的年代（距今3800年），而上限有可能与之相当或更早。
墓地发现的象征男根和女阴的立木、高大的木雕人像、小型的木雕人面像、雕刻有花纹的木箭、冥弓、木祖、麻黄束、涂红牛头、蛇形木杆等文物，考古人员推断，在这一地区存在着一种具有独特文化面貌的考古文化，小河墓地是目前发现的这一考古文化中最为重要的一处墓地，它的发掘将极大地扩展新疆史前文化研究的视野。
今年10月，伊弟利斯所长又带着考古队进入到小河墓地，他们期待着有更新、更多的发现，全面揭开小河墓地头上重重的谜团。
七 百慕大三角洲
去百慕大旅行是危险的。至少有一些人这么说。在所谓的百慕大三角不仅记录了大量的轮船飞机遇难事件，而且最令人不解的是，失踪者一般不发送任何紧急信号且失踪后不留一点痕迹。在里科港、佛罗里达和百慕大之间这个被神秘笼罩着的地区，发生了许多难以解释的轰动事件，其中一件是所谓的“19号飞行”。
1945年12月，由五架美国军用飞机组成的飞行中队在这里失踪，并且没有留下一丝痕迹，就连搜寻它们的飞机也下落不明。有一些失踪的轮船在几个星期或几个月之后又出现在某个地方，但是船上的所有人员都消失得无影无踪。
人们经常把特殊的大气干扰、使人混乱的磁场力、奇怪的时间变化，甚至外星人的绑架作为对此类事件的解释。因此，百慕大也就成了通灵学家和飞碟侦察者的热门话题之一。有人则说，这纯属猜测，导致这类不幸事故的真正原因，是偶然事件和暴风雨、技术问题以及人的感官失灵而引起的综合作用。
J. 硬质合金钻进
硬质合金的制成、分类及其应用已在本工种基础知识分册第二章第七节中做了介绍。这里主要针对硬质合金钻进特点、钻头结构组成、钻进基本原理、钻进规程参数选用及其注意事项进行归纳阐述。
(一)硬质合金钻进含义及特点
硬质合金钻进是指将硬质合金镶焊在钻头体上作为破碎岩石工具的一种钻进方法。
硬质合金钻进的特点是:操作简便,钻进技术参数容易掌握控制,孔内事故较少;在中硬以下岩层中钻进效率高,钻孔质量好,岩心光滑,采取率较高,孔斜较小,材料消耗少,钻头镶焊工艺简单,修磨方便,成本较低。但硬质合金硬度有限,强度和耐磨性尚嫌不足,在硬岩层中钻进效率不高,钻头寿命不长。
(二)硬质合金钻头
硬质合金钻头分取心钻头和不取心钻头两大类。钻探用硬质合金钻头结构对钻进效率、钻头寿命、钻进规程和操作技术都有一定的影响。所以,一般选用硬质合金钻进时,必须根据不同地层,选用不同结构形式的钻头。
1.硬质合金钻头结构
合金钻头的结构要素有:钻头体、合金数目及排列方式、合金出刃、合金的镶焊角、钻头水口、水槽等。
(1)钻头体
钻头体是由D35号或D45号无缝钢管车制而成,钻头体是镶嵌切削具的基体,上端内壁有一内圆锥度,便于卡取岩心和保证冲洗液的畅通。加工时要求钻头体轴线垂直于端面,钻头体与丝扣同心度要高,否则会直接影响钻进效果。
(2)切削具数目
在确定切削具数目时,要考虑岩石性质、钻头直径、设备能力、岩粉的排除及合金的冷却等条件。
1)硬质合金之间的距离应有一定值,以保证岩石破碎时,能产生大剪切体进行体积破碎。
2)对硬度大、研磨性大的岩石,为了延长钻头的使用寿命,要适当增多合金数目,以保证每个合金的体积磨损量不致过大。
3)钻头直径大,破碎岩石面积大,在保证每个合金所需压力情况下,应镶焊较多的切削具。
4)在设备功率大、钻具强度大的情况下,相同钻头直径,增加切削具数目就等于增加同时工作的切削量,可以提高钻进速度。
5)确定合金数目时,还应考虑钻头体上所允许的水口数目,以保证每个合金的完整冲洗与冷却。
(3)切削具出刃
钻进时为了使切削具能顺利地切入岩石,并保持冲洗液畅通以减少钻头的磨损,切削具必须突出钻头体一定的高度,这高度部分则称为出刃。切削具的出刃有内出刃、外出刃和底出刃。
内、外出刃主要是造成钻头体与岩心、钻头体与孔壁之间的环状间隙。加大内、外出刃,会使破碎岩石面积增大,钻头回转阻力增大,切削具容易崩刃折断,功能的消耗增多。但较大的内、外出刃,会使冲洗液流通阻力减少,有利于岩粉排除和减少岩心堵塞机会。底出刃担负切入和破碎岩石的任务。底出刃大,切入岩石深度大,也有利于冲洗液畅通,但过大了,会造成崩刃折断,影响钻进。底出刃有两种形式:一种是平底式,另一种是阶梯式。
2.自磨式针状硬质合金钻头
所谓自磨式硬质合金钻头,就是将较小断面的硬质合金包镶在胎体内,钻进时,随胎体的磨耗合金自磨出刃,合金与岩石的接触面积不变,始终保持一定的克取能力,直到底出刃完全磨完为止。
自磨式针状硬质合金钻头有如下特点:
1)针状合金作为硬质点均匀地分布在胎体中,多刃且断面积小,容易克取岩石,故有较高钻进速度。
2)针状合金自磨出刃,而且胎体唇面积始终保持不变,直到包镶的针状合金磨完为止,故钻速稳定,钻头寿命长。
3)针状合金被胎体支撑着,钻进中始终微露,不易崩落,保证了合金有效地克取岩石。实践证明,这种钻头适用于钻进Ⅵ～Ⅶ级及部分Ⅷ级地层,机械钻速高,回次进尺和钻头寿命长,操作方便,成本较低。
(三)硬质合金钻进的适用范围
硬质合金钻进是硬质合金钻头在轴向压力和钻具回转力作用下,破碎孔底岩石,同时用冲洗液来冷却钻头并将破碎的岩石颗粒排除孔外(或悬浮起来),为切削具继续破碎岩石创造条件。合金在破碎岩石的同时,本身也在不断磨钝和磨损,钻进速度下降。当回次钻速下降时,则采心提钻,更换钻头。硬质合金钻进适用于岩石可钻性Ⅰ～Ⅵ级及部分Ⅶ～Ⅷ级研磨性弱的岩层钻进。
1.松软至较软岩石
即可钻性Ⅰ～Ⅳ级岩石或土层,如黄土、黏土等第四纪地层及泥炭、砂藻土、泥岩、泥质岩、页岩、大理岩、白云岩等。
该类地层钻进特点是:破碎岩石容易,岩石研磨性小,钻进效率高;相应地是孔内岩粉多,岩粉颗粒大,有时孔壁易坍塌。此类地层大都是塑性岩层,都有黏性,钻进时易产生糊钻、蹩水、缩径等现象。如钻进砂岩,岩石有一定的研磨性。
钻进时,要解决的关键问题是蹩水、糊钻、保持孔内清洁和保护孔壁等。为此,最好选用内、外出刃大,底出刃大的,排水通畅的螺旋肋骨钻头,内外肋骨或薄片式合金钻头、阶梯肋骨钻头和普通式硬质合金钻头等。应选用的钻进技术参数是高转速、大泵量、较小钻压。钻进砂岩石时钻进技术参数较前为大。钻进中应选用失水量小的优质泥浆护壁。采岩心提钻动作要快。如孔壁坍塌,则应创造条件,力争快速通过,以缩短孔壁暴露的时间。钻进中发现蹩水,应加强活动钻具,以使冲洗液循环畅通,当处理失效时,则需立即提钻,绝不能用改小水量的办法勉强钻进,以免孔底岩粉越聚越多,造成埋钻或烧钻事故。
2.中硬岩石
即可钻性Ⅴ～Ⅵ级岩石,如钙质砂岩、石灰岩、橄榄岩、细大理岩等。
这类地层钻进特点是:钻进效率不高,岩石有一定的研磨性,护壁问题不大,钻进时要解决的关键问题是如何提高钻进效率。应尽量选用高效钻头,充分发挥分别破碎及掏槽破碎岩石作用。所以应选用各种阶梯式破碎钻头和各种小切削具钻头,如品字形钻头、三八式钻头等。钻进时应采用“两大一快”(钻压大、泵量大、转速快)的钻进技术参数。
3.硬岩
即可钻性Ⅶ级及部分Ⅷ级岩石,如辉长岩、玄武岩、结晶灰岩、千枚岩、板岩、角闪岩等。
该类地层的钻进特点是:岩石硬,有研磨性,合金磨损较严重,钻进效率低。钻进时要解决关键问题是在延长钻头寿命的情况下提高效率。钻进时应选用大八角、负前角、针状硬质合金钻头等。钻进技术参数为:大钻压、中速、中泵量。
4.裂隙及研磨性岩石
该类地层钻进特点是合金崩刃和合金磨损严重的问题。解决关键问题是防止合金崩刃,减少合金磨损,延长钻头寿命。应选用抗崩刃和抗折断能力强的钻头。如大八角、负前角、双品字、针状硬质合金钻头。在裂隙发育地层,应选用较低钻压、中等转速和中等泵量。在研磨性大的地层应选用大钻压、较大泵量和适当小的转速。
(四)硬质合金钻进基本原理
钻进中,镶焊在钻头体上硬质合金切削具受两个力作用,即轴向压力(给进力)Py和回转力Px的作用(图4-11)。当轴向压力Py达到一定值后,硬质合金切削具对岩石单位面积的压力超过了岩石抗压入阻力,其刃部便切入岩石,并达到一定深度h0,与此同时在回转力Px的作用下,共同向前切削岩石,如果岩石较脆,受力体被剪切推出;若岩石较软呈塑性体,利用合金切削具前部岩石便被削去一层,孔底工作面呈螺旋形式不断加深。
图4-11 合金切入岩石
Py—轴向压力;Px—回转力;h0—合金切入深度
图4-12 合金切入脆性岩石
Py—轴向压力;Px—回转力;KOK'—崩落岩屑
钻进脆性岩石时,如图4-12所示。合金(切削具)在轴向压力作用下切入岩石,当合金与接触面压力大于岩石抗压强度时,则岩石发生脆性剪切,剪切体沿滑剪切面向自由面崩出,切削具同时压入破碎后的KOK’坑穴中。由于切削具是单斜面的,崩出后的岩体不对称。当合金切入h0深度后,在回转力Px作用下则发生水平剪切的过程。首先是将岩石KOK’块剪切掉,此时称为大剪切;当切削具继续前进时,在切削具的刃尖端不断发生小体积剪切,崩落出小体积岩屑;经过不断地小体积剪切后,切削具刃前与岩石全部接触,又发生大体积剪切。因此,在脆性岩石中回转切削过程是由数个小剪切和一个大剪切所组成的不断循环过程。同时,由数个小剪切到大剪切,切削槽也由窄变宽,切削槽底面不平,底槽深度也在高低不平变化着,回转阻力也由小变大。
钻进塑性岩石时,如图4-13所示。只有当合金(切削具)上轴向压力大于与岩石接触面上的抗压强度时,才能切入岩石。岩石产生塑性变形,挤向两边,破碎岩石体积等于合金(切削具)切入体积。与此同时,在回转力Px作用下,压迫并切削前面岩石,使之发生塑性变形,并不断向自由面之前滑移切削。钻进时切削过程是平稳的、连续的,并且切削槽宽与刃宽基本上是相等的。
硬质合金切削具破碎了岩石表层后,便处于岩石的槽沟中,如图4-14所示。实践证明,切削具再对槽沟底部岩石进行破碎时,所需的轴向压力和回转力比破碎表层岩石大。而且破碎岩石体积小,这主要是槽沟底部只有一个自由面,破碎时受到了周围岩石限制。因此在钻进时,如能改变切削槽底面(工作面)的形状,增加孔底工作面上的自由面,将有利于切削具对孔底岩石破碎。切削具底出刃呈阶梯状列的钻头,就能增加孔底工作面上的自由面,降低切削具破碎岩石的阻力。
图4-13 合金切入塑性岩石
Py—轴向压力;Px—回转力;h0—合金切入深度;b—合金切入宽度
图4-14 合金切削孔底的形状
Py—轴向压力;Px—回转力;a'b'c'—大剪切体;β—合金侧刃崩落角;B—切屑具宽度;B1—大剪切岩石槽宽
从上可以看出,钻头上合金切削具既要克服岩石的抗压入阻力,又要克服岩石的抗剪切强度。同一种岩石,其抗压入强度要比抗剪强度大得多。因此,在钻进时所需的轴向压力要比回转力大,切削具刃部所受到的摩擦力也很大。导致硬质合金切削具在孔底破碎岩石的同时也被磨损,使刃角逐渐变钝,增大了切削具与岩石的接触面,降低了切削具单位面积上的压力,破碎岩石效率逐渐降低,为保证破碎岩石的正常进行,应逐渐增加轴向压力。因此,必须注重研究钻进中硬质合金的磨损问题。在实际钻进中,用泥浆或乳化液冲孔时,对合金切削具有一定的润滑作用,可减少合金磨损。同时及时用冲洗液冷却钻头合金切削具并使孔底清洁,对减少合金的磨损会起重要作用。
(五)硬质合金钻进规程参数及其选用
硬质合金钻进技术参数通常指钻压(钻具的轴向压力)、转速(钻具的回转速度)及冲洗液量等钻进过程中可以控制的参数值。它们对钻进效率、钻孔质量、材料消耗、施工安全等有直接影响。因此,在操作过程中应根据岩石性质、钻头结构、钻探设备能力和钻具的适应能力,以及钻孔质量要求等条件进行合理确定。
1.钻压
有两种表示方法,即钻头上总钻压P(又称为钻头轴向压力Py)和单位钻压(又称每颗合金上的钻压P)。钻头钻压和回转力构成了切削具破碎岩石的切削力。增加钻头压力,是提高钻速的主要途径。
钻压大小对钻进效率和钻头寿命都有很大影响,在其他条件不变的情况下,在一定范围内,钻速和钻头的寿命都将随钻压的增大而增加。
采用针状合金钻头时,因钻头上针状合金胎块的截面面积大于同径的普通合金钻头切削具刃部的截面,又因有一部分钻压要消耗于胎体的磨损,因此需要较大钻压,一般比同径普通合金钻头所需压力大20%左右。
钻头总钻压P可用下式计算:
轴向压力Py=切削具数目m×每颗切削具所需钻压(P)
2.转速
钻头转速是指钻头每分钟的转动速度。它是衡量钻具回转快慢的参数。
钻头转速通常有如下两种表示方法:①转数(n):钻头每分钟的转数,r/min;②圆周线速度(v):钻头回转时的圆周速度,m/s。
在硬质合金钻进中,通常采用钻头每分钟转数表示转速。对于硬质合金钻进,钻头转数的选用对其钻速影响很大。
生产实践证明,在一定的条件和范围内,增加钻头转数,即增加了合金切削具的破碎岩石次数;钻速随转数的增加而增高。不同性质的岩石要求的最优转数也不相同,转速的增加有最优极限值,超过此值后,钻速反而会下降,其原因主要是在高转速的条件下,合金切削具在岩石表面的作用时间太短,而影响切削具的切入深度,以至钻速下降。另一原因是高转速使孔底温度增高,切削具加快磨钝而使钻速下降。
为了提高钻速,在一定的钻压下,应根据钻探设备能力、岩石性质、钻头结构以及孔深、孔径等条件来合理选择最优转速值。一般情况下,在钻进软岩石或利用小口径钻进时,可用高转速;当钻进硬的、研磨性大的岩石、非均质和裂隙发育的岩石、深孔及大口径钻进时,应适当降低转速。
3.冲洗液量
硬质合金钻进时,冲洗液的质量与数量对钻进速度有很大影响。根据资料证明,钻速随冲洗液的密度或黏度的增大而下降。在钻探生产中条件允许时,应尽量采用清水、低固相和无固相冲洗液钻进,提高钻进效率。从理论上讲,增大冲洗液量,可以迅速地排除岩粉岩屑,经常保持孔底工作面清洁,提高钻速;同时也起冷却、润滑钻头上切削具的作用,减少其磨损,延长钻头寿命。但如冲洗液量过大,液流经过钻头底部急剧转向,造成很大水压,增大通水阻力,对钻头产生很大浮力,使钻头有效压力减少,导致钻速降低,同时岩矿心和孔壁的冲刷破坏作用也随之增大,在松软岩层钻进,岩矿心采取率降低,并加剧了孔壁坍塌,也增加了水泵磨损。送水量过小,造成岩粉岩屑在孔底工作面堆积,造成孔底重复破碎量增大,增加了切削具在孔底的回转阻力,加速了切削具的磨损,甚至会产生埋钻、烧钻及折断钻杆事故。合理的冲洗液量应根据岩石性质、钻头直径、单位时间内产生岩粉量等因素确定。如岩石软,进尺快,产生岩粉多,冲洗液量应大些;岩石颗粒粗,密度大,应适应增加冲洗液量;钻头直径大,孔深、钻杆和孔壁渗漏多,冲洗液量应大些。在松软破碎的地层钻进,为防止冲毁岩矿心,冲垮孔壁,应用较小冲洗液量。
用硬质合金钻进对不同岩石应当有综合最优钻进技术参数。在钻进塑性松软岩石,最好采用高转速、小钻压、大泵量;在钻进Ⅳ～Ⅴ级中等硬度的岩层,可采用较高转速、中等钻压、较前稍小的泵量;钻进硬而研磨性大的岩层时,应采用大钻压、低转速、中等泵量。总之,钻进Ⅴ级以下的岩层以采用较高转速为主;钻进Ⅵ级以上岩层以采用较大钻压为主。
(六)硬质合金钻进注意事项
为了提高硬质合金钻进效率和钻头寿命,除根据地层特点,合理选用不同类型钻头,正确掌握钻进技术参数和尽量采用小口径钻进外,还必须有正确的操作方法。
1)新钻头入孔底前,要严格检查钻头的镶焊质量,分组(5～6个钻头为一组)排队轮换修磨使用,以保持孔径一致。分组排队的顺序是:外径由大到小,内径由小到大。
2)下钻时,对孔内情况要心中有数,如孔内有探头石、大掉块和硬的脱落岩心等时,不要下钻过猛,防止墩坏钻头。拧卸钻头时,不宜用管子钳,以免夹扁钻头,使用自由钳也不咬在合金上,以防压伤压裂硬质合金。
3)钻具下入孔内,接上主动钻杆后,应开泵送水,以使孔底沉积岩粉(屑)处于悬浮状态。然后边冲边下,当钻具不再继续下行,表明钻头已经接触孔底或碰到残留岩心,这时应将钻具提上0.3m左右,采用轻压、慢转的参数扫至孔底。如下钻过猛,很可能发生蹩水、碰碎合金及岩心堵塞等故障。
4)开始钻进时,先采用轻压、慢转和适量的冲洗液钻进3～5min,待钻头工作适应孔底情况后,再将钻压、转速增加到需要值。正常钻进或扫孔倒杆,开始时,应使钻具呈减压状态开车,以防钻杆或钻具过重压坏合金。
5)正常钻进时,给压要均匀,不得无故提动钻具,以免碰断岩心发生堵塞,在卵石层中钻进,无故提动钻具,也会使已经进入岩心管内的卵石脱出,影响钻进速度。钻进中要随合金切削具的磨钝需要增大钻压。发现孔内有异状,如糊钻、蹩水或岩心堵塞时,应立即处理,处理无效,立即提钻。
6)钻进时,要注意保持孔内清洁。孔内残留岩心在0.5m以上或有脱落岩心时,不得下入新钻头。孔底有崩落合金时,或由钢粒改为合金钻进时,必须将钢粒捞尽磨灭后,才能下入合金钻头进行钻进。
7)在松软、塑性地层使用肋骨钻头或刮刀钻头钻进时,为消除孔壁上的螺旋结构或缩径现象,每钻进一段后,应及时修正孔壁。
8)合理掌握回次提钻时间。每次提钻后,要检查钻头的磨损情况,以改进下回次的钻进技术参数。
9)采取岩矿心时,严禁用钢粒卡取岩矿心。严禁猛墩钻具,以免损坏合金。取心提钻要稳,防止岩心脱落。退心时,不要用大锤直接敲打钻头。