1.2. Thiết bị và dụng cụ dùng trong khoan ống mẫu luồn
1.2.2. L−ỡi khoan kim c−ơng dùng trong khoan ống mẫu luồn
L−ỡi khoan kim c−ơng dùng trong khoan ống mẫu luồn đ−ợc chế tạo từ kim c−ơng chất l−ợng cao. Cũng nh− l−ỡi khoan kim c−ơng dùng trong khoan xoay lấy mẫu truyền thống, l−ỡi khoan kim c−ơng ống mẫu luồn đ−ợc chia thành hai loại. Loại một lớp gắn hạt kim c−ơng có kích th−ớc từ 20-60 hạt/cara dùng để khoan đá cứng cấp V-VIII theo độ khoan. Loại thấm nhiễm gắn hạt kim c−ơng kích th−ớc từ 100-300 hạt/cara hoặc lớn hơn dùng khoan
đá cấp VIII-XII theo độ khoan. Đế l−ỡi khoan hình dạng khác nhau: dạng bậc, dạng côn, dạng phẳng, v..v (Hình 1-4) .
Hình 1.4. Một số hình dạng đế l−ỡi khoan
Trên hình 1.5 và hình 1.6 mô tả một số l−ỡi khoan của Nga và của h]ng Christensen.
Hình 1.5. Hình dạng một số l−ỡi khoan khoan ống mẫu luồn của Nga 1;4;7;8- L−ỡi khoan có đế dạng bậc; 2- L−ỡi khoan có đế dạng răng;
3;6;9- L−ỡi khoan đế dạng bậc pilốt; 5- L−ỡi khoan mở rộng thành;
10- L−ỡi khoan có đế dạng côn;
Hình 1.6. Hình dạng một số l−ỡi khoan khoan của h4ng Christensen
H]ng Longyear, chế tạo đế l−ỡi khoan dạng răng l−ợc, dạng phẳng,dạng bậc và dạng côn. Độ cứng và hình dạng đế đ−ợc lựa chọn phù hợp với độ cứng và tính chất cơ lý đá. Lưỡi khoan kim cương dạng bậc , dạng phẳng, dạng răng
1 2 3 4
5 6 7
l−ợc dùng khoan đá cứng nứt nẻ, mài mòn từ cấp VI-XI theo độ khoan. Khi khoan đá cấp IV-V theo độ khoan dùng l−ỡi khoan dạng cụm răng cắt chế tạo từ hạt hợp kim cứng.
Chiều dày đế lưỡi khoan kim cương khoan ống mẫu luồn lớn hơn chiều dày đế các lưỡi khoan kim cương truyền thống; diện tích đế lưỡi khoan ống mẫu luồn tăng từ 30-60% so với diện tích đế lưỡi khoan kim cương truyền thèng.
L−ỡi khoan của h]ng Longyear và một số h]ng khác đ−ợc chia thành hai loại :
Hình 1.7. Phân loại mũi khoan kim c−ơng ống mẫu luồn bằng mầu sơn
L−ỡi khoan kim c−ơng ống mẫu luồn có 2 kiểu:
+ Kiểu 1: Lưỡi khoan kim cương một lớp dùng khoan đá cứng cấp VI - X, theo độ khoan và phân loại theo kích thước hạt kim cương gắn trong lưỡi khoan:
Loại 6 -10hat/cara dùng để khoan đá rất mềm
Loại 10 -15 hạt/cara dùng để khoan đá mềm trung bình và cứng xen kẽ.
Loại 25 -35 hạt/cara dùng để khoan đá trung bình cứng . Loại 35 - 45 hạt/cara dùng để khoan đá cứng.
Loại 45 -55 hạt/cara đến 70 - 90 hạt /cara dùng để khoan đá rất cứng.
L−ỡi khoan kim c−ơng kiểu 1 lớp đ−ợc phân biệt theo màu sắc, sơn phủ ở thân l−ỡi khoan. Mỗi màu lại chia theo thứ tự phù hợp với từng cấp đất đá ( bảng 2)
+ Kiểu 2: L−ỡi khoan thấm nhiễm dùng khoan đá cứng mài mòn nứt nẻ, cấp VIII - XII theo độ khoan và chia thành từng xeri :
Xeri 2 Dùng khoan đá nứt nẻ mài mòn ít
Xeri 4 Dùng khoan đá giòn vò nhàu, vỡ vụn và mài mòn ít Xeri 6 Dùng khoan đá phân lớp nứt nẻ, mài mòn trung bình Xeri 7 Dùng khoan đá cứng, mài mòn cao
Xeri 8 Dùng khoan đá cứng,hủy hoại, mài mòn ít
Xeri 9 Dùng khoan đá cứng, rất cứng, ít hủy hoại, mài mòn trung bình Xeri 10 Dùng khoan đá cứng, rất cứng, chặt xít, mài mòn cao.
Bảng 1.2: Phân loại l−ỡi khoan kim c−ơng ống mẫu luồn theo màu sắc sơn Cấp đất đá Màu hổ phách Màu xanh lá cây Màu than đen
I-IV 2
V-VI 6
VII 7
VIII 8 8 8
IX 9 9 9
X 10 10
L−ỡi khoan ống mẫu luồn tiêu chuẩn DCMA gắn hạt kim c−ơng thiên nhiên dạng hình cầu, dạng ô van, loại X, F, D, S chất l−ợng cao. L−ỡi khoan kiểu một lớp gắn kim cương loại X, F, D độ hạt 15 - 20 hạt/cara; 40 - 60 hạt/cara và 70 - 100 hạt/cara. L−ỡi khoan thấm nhiễm gắn hạt kim c−ơng loại S độ hạt 200 - 300 hạt/cara.
Đế l−ỡi khoan dạng hình răng l−ợc dạng hình côn, dạng hình bậc. Độ cứng của đế từ H3; H0 đến HB. R]nh thoát nước được bố trí theo 2 kiểu: R]nh chạy dọc trên thân bên ngoài, bên trong lưỡi khoan và cắt qua đế theo hướng tâm l−ỡi khoan. Kiểu thứ 2 r]nh thoát n−ớc chạy dọc theo thân l−ỡi khoan và thoát ra ở phần đế.
Kích th−ớc cơ bản của một số l−ỡi khoan dùng trong khoan ống mẫu luồn của h]ng Longyear, của Nga trình bày ở bảng 1.3 bảng 1.4 và bảng 1.5
Bảng1.3. Kích th−ớc cơ bản l−ỡi khoan kim c−ơng ống mẫu luồn của h4ng Longyear
KÝch
th−íc Xeri
®−êng kÝnh ngoài, mm
Chiều dày, mm
§−êng kÝnh mÉu,
mm
§−êng kÝnh LK mở rộng thành, mm
BQ
Q Q-3 CQ
59,5 59,5 59,5
11,5 13,1 11,5
36,5 33,3 36,5
59,9 59,9 59,9
NQ
Q Q-3 CQ
74,6 74,6 74,6
13,5 15,1 13,5
47,6 44,4 47,6
75,8 75,8 75,8
HX
Q Q-3 CQ
95,6 95,6 95,6
16,0 17,6 16,0
63,5 60,3 63,5
96,0 96,0 96,0
Bảng 1.4. Kích th−ớc cơ bản l−ỡi khoan kim c−ơng ống mẫu luồn kiểu KCCK-76 và kiểu CCK-76
KiÓu l−ìi khoan
§−êng kÝnh ngoài,
mm
§−êng kÝnh trong,
mm
ChiÒu dày
đế, mm
§−êng kÝnh l−ìi khoan
mở rộng thành, mm CCK-46
K-90 ; K-90-1 ; K-90-2 46 24 11 46,4 CCK-59
K-01; K-01-1; K-01-2;
K-02; K-08
59 35,4 11,8 59,4
CCK-76
KACK-4C; KACK-K; KACK-3 76 48 14 76,4
KCCK-76
K-16; 17A4; K-30 76 40 18 76,4
Bảng 1.5. Đặc tính kỹ thuật l−ỡi khoan kim c−ơng dùng trong khoan ống mẫu luồn Kích th−ớc hạt kim c−ơng
R¨ng chÝnh Loại l−ỡi khoan Dạng l−ỡi
khoan
Sè mảng
của
đế Pilốt Bậc (Côn)
R¨ng phô
Khèi l−ợng
kim c−ơng (Cara)
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7)
K-90 3 bËc mét líp 4 30-20 30-20 30-20 5.7-8.6 K-91 4 bËc mét líp 4 50-30 50-30 30-20 4.6-7.4 CCK-46
K-92 5 bËc mét líp 4 60-40 60-40 50-30 4.5-6.9 K-01 3 bËc mét líp 4 30-20 30-20 30-20 9.1-13.6 K-01-1 4 bËc mét líp 4 50-30 50-30 30-20 6.9-14.1 K-01-2 5 bËc mét líp 4 60-40
hoặc
12-8 60-40 50-30 5.8-9.0 K-02 Dạng răng
thÊm nhiÔm 16 400-
1500 - 20-12 12.0-
18.4 K-08 4 bậc hỗn hợp 4 400-
1500 60-403 60-30 16.0- 19.0 KACK-
4C 4 bËc mét líp 8 30-20 30-20 30-20 14.1- 21.2 CCK-59
KACK-K Côn 1 lớp 8 30-20 30-20 30-20 14.4-
21.6
KACK-3 Dạng răng
thÊm nhiÔm 20
20-12 hoặc 12-8 và 400-150
- 20-12 16.0- 22.9
KACK-P Dạng răng 40 5-2 - 20-12 9.2-20.7
17A4 5 bËc 6 30-20 30-20 30-20 15.1-
22.6
K-16 4 bËc 6 50-20 50-30 30-20 18.0-
20.0 K-30 BËc-r¨ng 12 30-20 20-12 20-12 9.0-10.0