钻孔是指用钻头在实体材料上加工出孔的操作。这里讲述了勘探工作里的钻孔工作,以及钻孔需要的辅助工具以及部分应急措施方法。
在地质勘查工作中,利用钻探设备向地下钻成的直径较小深度较大的柱状圆孔,又称钻井。钻探石油和天然气以及地下水的钻孔直径较大些。钻孔直径和深度大小,取决于地质矿产埋藏深度和钻孔的用途。
钻孔各部位的名称如图所示。钻孔起始部位称孔口,侧部称孔壁,底部称孔底。钻孔的直径D简称孔径,孔口直径称开孔口径,孔底直径称终孔直径。从孔口至孔底的距离H称钻孔深度,简称孔深。钻孔的某一段称孔段。
钻孔的功用:
①获取第一手地下地质实物资料,即从钻孔取出岩心、矿心、岩屑或液、气态样品,必要时从孔壁补取侧壁岩样矿样;
②作为地球物理测井的通道,获取岩矿层各种地球物理信息;
③作为人工通道观测地下水层水文地质动态;
④有的钻孔可探采结合,开采地下水、地热、油气等。
钻探工程已广泛用于国民经济许多部门,按用途,钻孔可分为如下几类:
①地质普查或勘探钻孔,用于了解地质构造、找矿或探明矿产储量;
②水文地质钻孔,勘察地下水文地质情况;
③水井,为工业、农业、国防及生活而开发利用或补给地下水资源并有充实水文地质资料作用;
④工程地质钻孔,勘察或为建筑厂基、坝址、水库、桥梁及道路等探明工程
基础状况;
⑤石油钻井,勘查和开发石油、天然气;
⑥地热钻孔,勘探和开发地下热水与蒸气资源;
⑦工程基础施工钻孔,为加固处理建筑工程基础而应用的基础桩或管桩所施工的钻孔;
⑧开发钻孔,开采地下卤水、溶解岩盐、硫磺、燃烧气化地下煤炭等;
⑨采矿或隧道等工程的辅助钻孔,采矿或隧道施工时为通风、排水、探水、探气、冻结、运输以及建筑和通讯安装管线、爆破、取样、灌浆等所施工的钻孔。
对孔精度影响较大的分别是切削深度和进给量,对麻花钻钻头的使用寿命影响较大的是切削深度和切削速度。为此,应分别控制切削深度、切削速度和进给量。避免大切削量,减少热量,避免产生冲击和振动,消除冷作硬化,提高加工质量和延长钻头使用寿命。预钻孔应防止产生较多的冷硬层,否则会增加钻削负荷和磨损精孔钻头。
麻花钻钻头多次使用后会磨损,而影响孔径精度。钻头的两个切削刃需尽量修磨对称。钻头作为一种复杂刀具,要求保证较大的耐用度,并对转角磨损量提出一定的限制作为磨钝标准。
麻花钻钻头与铰刀比较,有相似的地方。如有两条主切削刃和副切削刃,副切削刃呈螺旋形,并有刃带和倒棱,可以增加切削的平稳性。只要将钻头的切削角度及表面粗糙度,参照铰刃的要求加以改进和提高。基本上就具备了类似铰刃的条件。
因钻精孔(麻花钻钻扩孔是经改磨过的钻头在已有孔的基础上,再经扩钻加工的一种精加工孔的操作,简称钻精孔)是精加工,其精度和表面粗糙度都较高,并且切削负荷小,故应选择以润滑为主的冷却润滑液。