适合软、中、硬地面条件的钻头

的非开挖施工地下结构和基础设施的安全性是在不同地区、不同地面条件下进行的。一般来说，土壤可分为软、中、硬三种。

根据土壤的特性，其分类取决于几种工程特性，如抗压强度、承载力、标准渗透试验(SPT)。结果，抗剪强度。

软土地基条件通常由粘土和软石灰石等材料组成。另一方面，中等的地面条件可能含有坚硬的页岩和白云岩类型的物质。最后，坚硬的地面通常由花岗岩等岩石状物质组成。（读也:土壤类型及其对非开挖施工的影响．）

虽然非开挖施工可以在几种类型的地面条件下进行，选择合适的类型钻头将有助于保证钻井过程的效率和成本效益。

有哪些不同类型的钻头材料?

钻头暴露在极其恶劣的环境中。当钻头在土壤或岩石中前进时，它受到多种力的作用，包括压缩、影响，转矩摩擦和热量。因此，钻头必须由各种材料制成，以确保它们能够在给定的钻井应用中有效地发挥作用。

钢齿钻头是定向钻井应用中最常用的钻头类型。钢是一种灵活的金属，可以平衡强度、耐久性和经济性。对于更具挑战性的地面条件，需要更高强度的钻头，碳化钨经常使用插入。

在极端条件下，PDC钻头可能被录用。人造金刚石附着在硬质合金刀片上，使钻头的强度性能达到50倍比传统的钢钻头要多。PDC钻头用于非常具有挑战性的地面条件，如坚固的岩层。不同钻头材料的混合材料也可用，并根据具体应用进行构造。

确定正确的钻头类型通常需要地质调查，全面的地质报告,并严格遵守信息由地质学家和岩土工程专业人员提供。（读也:工作角色:岩土工程师．）

松软地面条件用钻头

阻力位或固定刀位适用于以软土地基为主的项目。这些钻头是由一整块实心钢制成的。虽然可以使用硬质合金刀片，但它们不是必需的。这些钻头没有滚动部件或相关轴承。因此，整个切割组件随着钻柱旋转，并随着刀片的旋转在地面上切割。

没有轴承和滚动部件意味着活动关节更少，因此，切割组件损坏的可能性更小。

空气或钻井液也可以在钻井时使用拖钻头来悬挂和移除岩屑从生到工作台上。除了使钻头更具成本效益外，整体钢结构还最大限度地降低了钻井过程中的断裂概率。

图一:三翼阻力钻头(源）

中等和坚硬地面条件用钻头

为了穿透密度较大的土壤，钻头必须具有足够的强度和耐久性，才能成功地分解材料并将其移开。常用的钻头类型定向钻井在中等到坚硬的地面是三牙轮滚动切削钻头。

这种类型的钻头由三个旋转锥组成，它们的点向内朝向中心。球果旋转并磨碎土壤/岩石钻柱同时旋转整个位。

旋转锥的角度、几何形状和插入材料决定了切割头的有效性及其对特定地面类型的适用性。

例如，当锥角较大时，钻头在表面的穿透作用主要是刮擦或扭转运动。另一方面，较低的角度会产生碾压作用。地面越硬，锥角就应该越低，以防止钻头过度损坏。此外，长而宽间距的齿是软土地的理想选择，而紧间距，短齿更适合坚硬的岩层。（读也:岩石条件和其他障碍物中的微隧道．）

插入材料的选择取决于需要渗透的地面的硬度。硬质合金钻头最适合中等地面条件，而聚晶金刚石钻头主要用于固体岩石。

与拖曳钻头类似，三牙轮滚动切削钻头通常使用钻井液来悬浮和移除碎屑钻孔．

图2:聚晶金刚石钻头(源）

图3:三牙轮碳化钨钻头(源）

测量钻头效率

钻头的有效性可以通过它在地面上的前进速度来确定，也称为它的速度钻速．为特定应用选择最佳钻头最终需要研究和深入了解不同钻头材料的性能。在极少数情况下，可能需要对各种比特进行试验和错误，以确定最有效的选择。

判断钻头性能时应考虑的另一个因素是钻头必须从孔中取出检查或更换的次数。每次钻井停止或停止服务，项目都会落后于计划，成本也会增加。因此，具有较高耐磨性的钻头可能具有较高的初始成本，但较低的运营成本和长期成本。

轴承磨损是一个特别考虑滚动切削齿钻头。必须在密封或不密封轴承和轴颈或滚子轴承之间进行选择。每个决策都会影响钻头的耐用性，并最终影响其在给定应用中的有效性。（读也:钻头和工装使用和历史的完整指南．）

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