2.1. Nghiên cứu các hiện t−ợng và các dạng mòn l−ỡi khoan ống mẫu luồn
2.1.2. Các hiện t−ợng và các dạng mòn l−ỡi khoan kim c−ơng trong khoan đá cứng, mài mòn, đồng nhất
đá cứng, mài mòn, đồng nhất
Đá đặc tr−ng cho mỏ than Đông Bắc - Quảng Ninh là loại đá cát kết hạt nhỏ mịn đồng nhất về thành phần khoáng vật, tính mài mòn cao, độ cứng của đá cấp VIII ữ XI theo độ khoan. Kết quả nghiên cứu các hiện t−ợng và các dạng mòn, h− hỏng của l−ỡi khoan kim c−ơng ống mẫu luồn xêri NQ (bảng 2.1) khi khoan địa tầng cát kết ở một số lỗ khoan tại khu vực Mạo Khê, Đèo Nai cho thấy: Số l−ợng l−ỡi khoan mòn đều theo chiều cao của đế, mòn đường kính ngoài và đường kính trong là 116 cái chiếm tỷ lệ 73,4%; Mòn dạng côn bên trong và ngoài đế do yếu tố công nghệ 29 cái chiếm tỷ lệ l8,35%; Còn lại là các hiện t−ợng mòn, h− hỏng khác nh−: G]y, mẻ cụm cắt, mòn do dòng chảy dung dịch xói mòn, mài mon bóng hạt kim c−ơng.
Nói chung các l−ỡi khoan mòn, h− hỏng đều loại bỏ do không còn khả năng sử dụng, hoặc nếu tiếp tục sử dụng sẽ đạt hiệu quả thấp và giá
thành mét khoan cao. Các chỉ tiêu làm việc của một số l−ỡi khoan khi loại bỏ do mòn, không còn khả năng làm việc đ−ợc mô tả ở bảng 2.2.
Các dạng h− hỏng mũi khoan ống mẫu luồn khi khoan ở vùng mỏ Quảng Ninh cũng t−ơng tự nh− các mũi khoan kim c−ơng dùng khoan ống mẫu đơn. Một số hình ảnh mòn h− hỏng của l−ỡi khoan đ−ợc mô tả ở hình:
2.2.
Bảng 2.1. Các hiện t−ợng và các dạng mòn, h− hỏng l−ỡi khoan kim c−ơng khi khoan đá cát kết ở các mỏ than Đông Bắc – Quảng Ninh
Các hiện t−ợng mòn Mòn đều
®−êng kÝnh trong, ngoài, chiều cao đế
Mòn dạng côn trong và
ngoài đế
Các dạng mòn khác
Đặc điểm của
đá
KiÓu l−ìi khoan
Sè l−ợng
l−ìi khoan
Sè
l−ợng % Số
l−ợng % Số
l−ợng % - Cát kết hạt
trung bình đến nhỏ mịn, đồng nhất màu xám trắng liên kết rắn chắc, cấp X
ữ XI theo độ khoan
NQ xêri 7
43 40 12
35 30 7
81,4 75,0 58,3
5 6 3
11,6 15,0 25,0
3 4 2
7,0 10,0 16,0
- Cát kết hạt mịn, màu xám
đen, liên kết bền vững, mài mòn thành phần thạch anh tõ 30÷40%, cÊp IX ÷ X theo độ khoan
NQ xêri 8
25 18 20
17 13 14
68,0 72,2 70,0
6 5 4
24,0 27,8 20,0
2 - 2
8,0 - 10,0
Tổng 158 116 73,4 29 18,53 13 8,25
36 Bảng 2.2. Các chỉ tiêu làm việc của một số kiểu lưỡi khoan trước khi loại bỏ do mòn và hư hỏng Chế độ khoan Đặc tính đá
KiÓu l−ìi khoan
Trọng l−ợng kim c−ơng, cara
Số l−ợng l−ỡi khoan, cái
Khối l−ợng khoan, mP, NN, v/phQ l/s
Tiến độ trung bình một l−ỡi khoan, m
Tốc độ cơ học khoan, m/h
Tiê c− ca - Cát kết hạt trung bình đến nhỏ mịn, đồng nhất màuxámtrắng liênkết rắn chắc, cấp Xữ XI theo độ khoan
NQ xêri 7
16,0 17,4 13,5
35 30 7
510 446 91
8000 9000 7000
576 576 576
50 50 50
160 185 175
1,05 1,13 0,97
1, 1, 0, 17 13 14
- Cátkết hạt mịn, màu xámđen,liênkết bền vững, mài mòn cấp IXữ X theo độ khoan
NQ xêri 8
10,5 13,5 16,0 116
165 182 211
700 700 800
460 576 576
50 50 50
97 140 151
0,84 0,93 1,07
0, 0, 0,
Hình 2.2 (a). Các dạng mòn lưỡi khoan kim cương trong quá trình khoan đá cát kết ở các mỏ than Đông Bắc
Hình 2.2 (b). Các dạng mòn lưỡi khoan kim cương trong quá trình khoan đá cát kết ở các mỏ than Đông Bắc
Hình 2.2 (c). Các dạng mòn lưỡi khoan kim cương trong quá trình khoan đá cát kết ở các mỏ than Đông Bắc
1 – Mòn hạt kim cương và chiều cao đế; 2 – Lưỡi khoan bị cháy và mòn dạng côn một phía; 3 – Hạt kim cương lộ ra bề mặt đế; 4 – Hạt kim cương bị mài bóng; 5 – Mòn tạo r]nh ở mặt đế lưỡi khoan; 6 – Mòn do xói mòn nước rửa; 7 – Mòn h− hỏng do gẫy đế; 8 – Bẹp méo đế l−ỡi khoan; 9 – Các vết nứt trong đế.
Kết quả nghiên cứu bề mặt tiết diện mòn l−ỡi khoan kim c−ơng khi khoan đá cứng bột kết kính hiển vi phóng đại (Hình 2-3) cho thấy các vết mòn
do cọ, xước bề mặt đều theo hướng chuyển động của lưỡi khoan và tạo thành vùng mòn của đế. Cường độ mòn của đế lớn hơn hạt kim cương. Hạt kim c−ơng mòn theo chiều cao là chủ yếu. Các vết x−ớc tạo trên bề mặt mòn của hạt kim cương song song với nhau và hướng theo chiều chuyển động của lưỡi khoan (H×nh 2-4).
Hình 2.3. Đặc tính mòn bề mặt tiết diện l−ỡi khoan kim c−ơng
Hình 2.4. Đặc tính mòn bề mặt kim cương khi khoan đá cát kết