提高薄壁金刚石钻头经济效益的途径0井口装置

提高薄壁金刚石钻头经济效益的途径

提高薄壁金刚石钻头经济效益的途径 2011年12月09日 来源： 随着薄壁金刚石钻头在国内的逐步推广，其应用范围也越来越广泛。已从单纯的在建筑装修领域，在钢筋混凝土墙体或楼板上钻孔，用以安装上下水、暖气和燃气以及通风管道，敷设电缆，取代预留孔，拓展到：为检验钢筋混凝土结构的浇注质量，以钻孔方式采取心样，测定其强度、孔隙度、混凝土与钢筋或骨料的粘结性能等；楼宇等建筑物的改造，以钻排孔方式开凿门窗和洞室以及切割梁或楼板等；建筑物的加固，栽钢筋钻孔，空调或电器安装钻孔；用于地质方面的古地磁地表取样，坑道内取样，大型水坝、电站为测量地应力钻放置仪器孔；大型设备安装钻地锚孔；在山岭岩体上紧固塔基，游览区岩体上安装栏杆、扶手等钻孔；对硬脆装饰装修材料(瓷砖、马赛克、花岗岩和大理岩等)进行钻孔；在冶炼炉的硅质耐火材料上钻孔；工艺品加工中对玛瑙、玉石等材料钻孔。　　由于薄壁金刚石钻头应用领域的拓宽，其消耗量也不断增加，据估计，其年消耗量已有3万只左右，而且仍有增加的趋势。因此，如何提高薄壁金刚石钻头的技术经济指标，取得尽量好的经济效益，是钻头制造者和使用者共同关注的热点问题之一，如何达到上述目的，无非是从钻头制造和使用的两个不同角度入手。1　薄壁金刚石钻头的制造　　薄壁金刚石钻头的特点是壁薄，以降低钻头工作时所需的功率，从而使得钻机轻便化，按国际通用惯例，薄壁金刚石钻头的壁厚应为3.175mm(1/8in)。在矿山地质工程中，要求孔内清洁，金刚石钻头严禁钻切钢、铁等器物。而薄壁金刚石钻头恰好相反，使用过程中，在允许的情况下，就是要钻切钢筋。不同的钢筋混凝土结构，钢筋的排列多少、直径大小也不相同。不仅如此，水泥标号和结构中填砾不同，其可钻性相差也较大。以含φ6mm钢筋、厚度为35mm的磨石板为例，标定的抗压强度为20MPa，而实测的抗压强度为36MPa。磨石板中含砾石时抗压强度为70～100MPa。压入硬度(实测)：轴向为830～3480MPa，径向为1160～1990MPa。还有含砾石的多少，胶结的牢固程度等均是薄壁金刚石钻头制造者在设计胎体性能时应考虑的问题。同时，从上述情况不难看出，不可能设计出一种万能的钻头胎体，来适应变化多端的钻进对象。作为薄壁钻头的制造者，应综合各种钻进条件，合理地提供多种胎体的薄壁钻头，供使用者选用。表1列出了我所部分薄壁金刚石钻头的胎体性能和适用条件。表1　薄壁金刚石钻头胎体性能配方薄　　壁　　钻　　头63号ABCD抗弯强度/MPa9.6810.4487.83111.1111.50冲击韧性/(J.cm-2)0.991.020.810.930.48耐磨性2.451.430.930.740.62线膨胀系数/(×10-6.℃-1)17.7617.2513.9815.4412.90特点较高的冲击韧性和较低的耐磨性　　较高的冲击韧性和中等耐磨性　　　中等耐磨性高耐磨性　适用条件粗密钢筋高强度混凝土和致密石材　粗密钢筋混凝土和普通钢筋混凝土　普通钢筋混凝土和普通建筑石材　　粗密钢筋混凝土、混凝土和砖墙地质岩心钻头　　注：表列数据均按DZ2.1-87标准测试 2　薄壁金刚石钻头的操作规程　　高质量的薄壁金刚石钻头只为取得良好的技术经济指标提供了前提条件，更重要的是正确地使用好钻头，才能达到钻头的高钻速和长寿命。否则，再好的钻头也会毁于瞬间。正确使用薄壁金刚石钻头应遵照以下操作规程：　　(1)根据使用条件，选择设计合理、质量好的钻头。　　(2)采用固定式钻孔机时，钻机必须固定可靠，钻进过程中不能出现错位。　　(3)钻孔施工前，应将钻头与钻机联接好，空载旋转，检查钻头是否偏摆。同心度不好的钻头要调整后才可钻进。　　(4)先给水后开钻，同时要防止钻进过程中断水，否则会"烧坏"钻头。　　(5)冷却水量要充足，保证及时排除钻屑或钻粉，否则会加剧钻头磨损。要防止因水量不足造成钻屑或钻粉卡钻，致使钻头非正常损坏。　　(6)采用贮水桶方式供水冷却钻头时，应保持一定的水压(贮水桶水嘴位置应高于钻孔位置1m以上)，以利于排除孔内钻屑或钻粉。　　(7)当钻机开动、钻头接触地(墙)面时，要慢给进。在有变速的条件下，采用低速开孔有利于保护钻头，当钻头钻入一定深度(3～5mm)后再转入快速钻进。　　(8)采用手持式钻机开孔较难掌握，钻水平孔时，可先将钻头微倾斜一个角度，等钻头钻出一个"窝"后，再将钻头移至与墙面垂直位置进行正常钻进。也可采用模板套住钻头开孔，这样可避免钻头非正常损坏。　　(9)钻进中出现岩心堵塞时，可采用木棒敲打钻头钢体。严禁用铁器或石头强力敲击，以免钻头变形。　　(10)在胶结不好的混凝土中钻孔时，要适当控制钻进速度，以防止卡钻或因振动过大导致钻头出现非正常磨损。　　(11)钻垂直孔要求中间采取心样时，第二次下钻前，孔内不得有未胶结好而掉落的钢筋片或石子，以免造成卡钻。如孔内脱落物难以清除时，必须采用出刃良好的钻头，谨慎操作，慢慢钻进。　　(12)

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