第一章岩芯钻探钻具和设备解读
钻井设备和工具课件
除气器
除泥器
除砂器
3、循环系统→分离装置
钻井设备和工具课件
动力机、传动部分
4、驱动与传动系统
(1)组成：
(2)功能
产生动力，并把动力传递给泥浆泵、绞车和转盘。
柴油机或 电动机
联轴器、离合器、 变速箱、皮带传动 及链条传动等装置
5、气控系统
控制机构、传输管线和阀门、执行机构（气动离合器等）以及压气机等。
3.使用地区
陆地钻机
海洋钻机
陆地（包括沙漠、沼泽等）使用的钻机。
自升式钻井平台、半潜式钻井平台、钻井船和钻井固定平台上的各种类型的钻机。
钻井设备和工具课件
国内外钻机现状
ZJ32钻机、ZJ45钻机、ZJ50钻机、ZJ70 钻机 美国和德国等已形成9000m以上成套钻机的生产能力，几乎垄断了世界超深井钻机市场。我国已完成了9000米交流变频电驱动钻机的样机试制。 我国目前已研制成功12000米钻机。 生产厂家 国企四家： 宝鸡石油机械厂、南阳石油机械厂、江汉第四石油机械厂、胜利油田动力机厂；
钻井设备和工具课件
牙轮钻头在井底的运动 • 公转：牙轮随钻头一起旋转。 • 自转：牙齿绕牙轮轴线作逆时针方向旋转称为自转。 • 滑动：牙齿相对于井底的滑动，包括切向（周向）和径向（轴向）滑动。 牙轮滑动对破岩的作用： 切向滑动剪切掉牙齿之间的岩石。 轴向滑动剪切掉齿圈之间的岩石。 纵向振动：牙轮在滚动过程中，其中心上下波动，使钻头做上下往复运动。 引起纵向振动的原因： 单、双齿交替接触井底，使牙轮中心上下波动； 井底凹凸不平
泥浆池
环形空间
泥浆泵
高压管汇
立管
水龙带
水龙头
钻柱
钻头
地面排出管线
地质岩心钻探装备浅谈
地质岩心钻探装备浅谈摘要:本文简单的回顾了我国地质岩心钻探技术的发展历程，并介绍了我国和国际上的地质岩心钻探装备技术的发展现状。
同时还对深孔地质岩心钻探装备技术的特点进行了分析，在此基础上针对我国的地质岩心钻探装备技术的发展工作提出了几点建议。
关键词:地质岩心钻探装备钻机钻探工艺引言:矿产资源勘探生产需求是促进地质钻探装备及技术进步的原动力，相关基础工业技术的发展是促进钻探装备技术进步的保证条件。
而在所有钻探技术服务门类当中，地质岩心钻探工作量占了较大部分，对钻探装备技术的发展贡献也最大。
在《国务院关于加强地质工作的决定》提出的地质工作主要任务中，“突出能源矿产勘查”和“加强非能源重要矿产勘查”是两项首要任务，国家给予了大力的支持。
而作为唯一能从地下取出实物岩矿样品的勘探技术方法，一直以来，人们从没有停止过钻探装备技术的研究。
随着我国资源战略攻深找盲的不断推进，固体矿产勘探和开采深度逐步加大，对地质岩心钻探设备、机具、技术提出了更高要求，需要我们不断在实践中探索、研究。
本文就地质钻探装备技术的发展历程、目前水平、在实际勘探中的应用等多个方面对地质岩心钻探装备技术进行了综合探讨。
1. 地质岩心钻探技术的发展状况18世纪中叶出现人力驱动的岩心钻机和天然金刚石钻头至今的100多年中，岩心钻机由早期的机械传动手把给进到机械传动液压给进立轴钻机发展到今天的全液压动力头钻机以及自动化、智能化地质岩心钻机。
与此同时，孔底动力钻具（潜孔锤、螺杆钻、涡轮钻、孔底电钻等）也从发明到发展，至今已具有一定水平。
从1862年天然金刚石用于制造金刚石钻头岩心钻探方法问世；1899年发明了铁砂（钢粒）钻进；1916年硬质合金开始用于钻探；1954年世界第一颗人造金刚石制造成功并用于制造金刚石钻头；人类经历了天然金刚石表镶钻头钻探时代，铁砂、钢粒和硬质合金钻探时代，人造金刚石孕镶钻头钻探时代至今到了人造复合超硬材料钻探时代。
20世纪末至21世纪初，地质岩心钻探技术又有了新的发展。
岩心钻机工作原理
岩心钻机工作原理引言：岩心钻机是一种用于地质勘探和矿产资源开发的重要设备。
它能够获取地下岩石的岩心样本，并通过分析这些样本来了解地质构造、岩石性质和矿产资源的分布情况。
本文将介绍岩心钻机的工作原理，包括岩心钻探过程、钻具和钻井液的作用，以及岩心样本的处理和分析。
一、岩心钻探过程岩心钻探是通过旋转钻杆和钻头，将钻头推入地下岩石中，然后将岩心样本带回地面的过程。
具体步骤如下：1. 钻井井口准备：在选定的钻井地点，首先需要进行井口准备工作。
这包括清理井口周围的杂物，安装钻井设备和固定钻杆。
2. 钻井液的注入：钻井液是岩心钻机中的重要组成部分。
它通过钻杆注入到钻孔中，起到冷却钻头、清洁钻孔和稳定井壁的作用。
3. 钻探开始：钻杆和钻头被旋转并推入地下岩石中。
钻头的旋转和推力使其能够穿过地下岩石层。
4. 岩心样本的获取：当钻头穿过岩石层时，岩心样本会进入钻头内部的岩心管中。
岩心管是一个中空的管道，可以保持岩心样本的完整性。
5. 钻杆的提升：当岩心样本被获取后，钻杆会被提升，将岩心样本带回地面。
在提升的过程中，需要注意保持岩心样本的完整性，以便后续的分析和研究。
二、钻具和钻井液的作用在岩心钻机中，钻具和钻井液起着关键的作用。
1. 钻具：钻具包括钻杆、钻头和岩心管等。
钻杆是连接钻头和钻机的部分，它能够传递旋转力和推力给钻头。
钻头是用于穿透地下岩石的工具，它通常由硬质合金制成，以提高耐磨性和穿透能力。
岩心管是用于收集岩心样本的管道，它能够保持岩心样本的完整性。
2. 钻井液：钻井液是通过钻杆注入到钻孔中的液体。
它具有以下几个作用：首先，钻井液能够冷却钻头，降低钻头的温度，延长其使用寿命；其次，钻井液能够清洁钻孔，将岩屑和泥浆带回地面；最后，钻井液能够稳定井壁，防止井壁塌陷。
三、岩心样本的处理和分析岩心样本是岩心钻机获取的地下岩石样本，它们需要进行处理和分析，以获取有关地质构造和矿产资源的信息。
1. 岩心样本的处理：岩心样本在地面上需要进行处理，包括清洗、编号和测量等。
地质岩心钻机的原理及应用
地质岩心钻机的原理及应用地质岩心钻机是一种用于获取地质岩石样本的工具，它通过钻进地下的岩石层，将岩石样本带回地面，为地质研究和勘探提供了重要的数据。
本文将介绍地质岩心钻机的工作原理以及其在地质科学和资源勘探中的应用。
地质岩心钻机的工作原理基于旋转钻进和取心的方式。
钻机由钻杆、钻头和岩心钻机等组成。
当钻机进入地下时，钻头会通过旋转和下压的方式，将岩石层碎裂并形成孔洞。
同时，岩心钻机会进入这些孔洞中，并旋转将岩石样本剥离下来。
完成取心后，岩心钻机将样本传回地面供地质学家和地质工程师进行研究和分析。
地质岩心钻机通过不同的工作原理和构造来应对不同的地质环境和岩石类型。
例如，在岩石较软且易崩解的地方，可采用旋转进给式地质岩心钻机。
这种钻机使用轴向压力推进钻进，同时通过旋转和振动加速岩屑排出，从而减少钻机被卡住的风险。
而在岩石较硬且脆性较高的地方，可采用回转进给式地质岩心钻机。
这种钻机通过旋转钻头和钻杆，挤压岩石并将其破碎，然后通过进给方式推进钻进。
地质岩心钻机在地质科学和资源勘探中具有广泛的应用。
首先，通过获取地下岩石样本，地质学家可以了解地质构造、岩石组成和变化，揭示地壳演化过程，推断地质历史和构建地质模型。
这对于寻找矿产资源、石油和天然气等地下能源储量，以及地震灾害预测和地质灾害管理具有重要意义。
其次，地质岩心钻机还可以用于地下水的勘探和开发。
通过获取地下岩石样本，地质学家可以分析岩石的渗透性和储水性能，寻找适合开发的地下水资源，并制定地下水开发方案。
这对于解决水资源短缺问题、保障人类生活和农业用水具有重要意义。
此外，地质岩心钻机还可以用于地质工程领域，如隧道建设、基础工程、挡土墙建设等。
通过获取地下岩石样本，工程师可以了解岩土工程的力学特性和稳定性，评估工程施工的可行性和风险，优化工程方案，确保工程的安全可靠。
在实际应用中，地质岩心钻机还面临着一些挑战。
首先，钻机需要具备足够的钻进能力，以适应不同的岩石类型和地下环境。
岩心钻机工作原理
岩心钻机工作原理
岩心钻机是一种用于地质勘探的钻机设备，它的工作原理可以分为以下几个步骤：
1. 钻机携带钻头和钻杆等工具进入到钻孔的位置。
2. 钻机通过电力或液压系统提供动力，驱动钻杆进行旋转和下压，使钻头进入地下进行钻探。
3. 钻头在地下旋转并施加压力，对岩石进行钻孔，产生岩心。
4. 钻杆同时通过辅助设备将岩心从钻孔中提取出来，并保持其完整性。
5. 一旦岩心被提取出来，它会被封装在密封的岩心管中，以防止污染和损坏。
6. 钻机继续重复以上步骤，不断进行钻探，直到达到预定的深度或达到研究的目标。
岩心钻机的工作原理基于旋转和压力的加工作用，通过旋转钻头和下压钻杆，使钻头能够有效地切削岩石，产生岩心样本。
这些岩心样本可以用于地质勘探、矿产调查、地质工程等领域的研究和分析。
同时，岩心钻机也可以通过改变钻具的类型和参数，适应不同地质条件和钻探目的的需求。
岩心钻探规程
岩心钻探规程总则一、本规程主要是对固体矿产岩心钻探的各项生产活动作出的规定，不包括水文地质钻探、工程地质钻探以及油、气钻探等内容。
二、本规程主要以原国家计委地质局一九七二年颁发的《岩心钻探规程(试行)》、一九七七年国家地质总局颁发的《金刚石岩心钻探操作规程》和一九七九年颁发的《金刚石绳索取心钻进操作规程》为基础，并总结了近些年来在生产实践中的新经验、新方法和新技术、经补充、修订而成的。
三、本规程是岩心钻探设计、施工、管理、检验等项工作的重要依据和准则，各地质勘探的现场操作人员、科研设计人员和技术、行政管理人员都必须严格遵守和执行。
四、本规程各条款，是对岩心钻探作出的一般性和原则性的规定要求。
在贯彻执行本规程时，各局、队可因地制宜地制订实施细则和补充规定。
五、本规程规定的各项钻探工程质量指标，是一般情况下应达到的要求。
当工作矿区因处于不同普查勘探阶段而需要有不同要求或因采用新技术、新方法而改变上述要求时，应根据需要与可能的原则，由地质和探矿部门共同商定，在地质设计(或合同)中提出具体要求，按部有关设计审批的规定报批，经批准后实施。
钻孔质量等级的划分按部计划司制订的“地质工作主要统计指标解释”中有关规定执行。
六、本规程自颁发之日起正式实行，原同类规程即行作废，其它有关规定与本规程有不符之处，以本规程为准。
七、本规程的解释和修改权属地质矿产部。
第一章钻进方法、钻孔结构及钻探设备的合理选择第一节钻进方法的选择第一条按与钻进工艺有关的几个特性将岩石做如下分类1.按硬度的大小分为四类，按可钻性的高低分为十二级，其相应关系为：(1)软--可钻性1～3级；(2)中硬--可钻性4～6级；(3)硬--可钻性7～9级；(4)坚硬--可钻性10～12级。
2.按研磨性的强弱分为三类：弱研磨性.中研磨性.强研磨性。
3.按完整程度分为三类：完整、较完整、破碎。
第二条应根据岩石的可钻性、研磨性、完整程度，来选择磨料和钻进方法。
岩土钻掘工程学 第一章 岩芯钻探钻具
76
75
61
73
5.0 63.0
59
58.5
45
57
4.5 48.0
46
45.5
32.5
44
3.5 37.0
36
35.5
22.5
34
3.0 28.0
第二节 钻杆柱 drill string/column
一、钻杆柱的功用
１．传递动力
钻压 bit pressure 转矩 rotary torsion
2．作为通道
一、钻探设备的组成
3．钻塔derrick/mast(轻便) 用于升降钻具的构筑物。
二、钻机的分类
1．钻机按用途分类 石油天然气勘探与开发钻机 地质勘探钻机 矿山地质钻机 水文地质与水井钻机 工程地质勘察钻机 工程施工钻机
二、钻机的分类
1．钻机按用途分类 石油天然气勘探与开发钻机 地质勘探钻机 矿山地质钻机 水文地质与水井钻机 工程地质勘察钻机 工程施工钻机
钻探设备中，以钻机作为主机来配备其它设备。
一、钻探设备的组成
1．钻机drill/rig
是进行钻探工作的主要设备。它的功能一般包括两个方面: 带动钻具向地层深部钻进； 通过升降机起、下钻具。
2．泥浆泵及泥浆制备、净化设备 泥浆泵 mud pump/slush pump向孔内输送冲洗液
以清洗孔底、冷却钻头和润滑钻具。 泥浆搅拌机 mud mixer 用于制备泥浆及其它类型的冲洗液。 泥浆净化设备mud purifying device:振动筛和泥浆旋流除砂器。
单根single 立根stand，多为三根
主动钻杆drive pipe/kelly： 孔口钻杆， 与动力机相接 水笼头water swivel： 输送冲洗介质的高压胶管与回转
金刚石岩心钻探操作规程
金刚石岩心钻探操作规程地质出版社目录第一章总则 (1)第二章钻探设备的选择与安装 (1)第一节钻探设备的选择 (1)第二节修建地基 (3)第三节安装、拆卸与迁移 (3)第三章钻具 (7)第一节对金刚石钻探管材的技术要求 (7)第二节钻具级配 (7)第三节取心双管 (8)第四节绳索取心双管 (9)第五节水龙头 (10)第六节拧卸钻具的一般规定 (10)第四章钻进工艺 (11)第一节磨料、钻头和扩孔器的选择 (11)第二节钻进技术参数的选择 (16)第五章合理使用金刚石钻头 (20)第一节金刚石钻头、扩孔器要排队轮换使用 (20)第二节钻头与扩孔器、卡簧尺寸要合理配合 (21)第三节为金刚石钻头创造良好的工作条件 (21)第五节防止岩心堵塞 (23)第六节防止烧占 (24)第七节及时分析钻头的磨损形态，改进操作技术 (25)第六章钻探工程质量 (28)第一节岩矿心的采取与整理 (28)第二节钻孔弯曲度 (29)第三节简易水文观测 (30)第四节校正孔深 (30)第五节原始报表 (30)第六节封孔 (30)第七章冲洗液与护孔作业 (31)第一节冲洗液的选择 (31)第二节冲洗液的配制 (32)第三节护孔作业 (35)第八章升降钻具，采取岩心 (38)第一节升降钻具 (38)第二节采取岩心 (39)第九章孔内事故的预防和处理 (39)第一节处理孔内事故的基本要求 (39)第二节胎体脱落 (40)第四节套管事故 (42)第五节处理事故的安全规定 (42)第十章金刚石钻头、扩孔器的管理 (42)第一章总则第一条金刚石岩心钻探是钻探技术的重大改革，是加快地质工作步伐，实现钻探工程现代化的重大措施之一，是多快好省的钻探方法，是岩心钻探的发展方向，各级领导必须坚持政治挂帅，领先群众，认真抓好这项工作，力争一九八五年在固体矿产岩心钻探方面基本实现小口径化。
第二条《金刚石岩心钻探操作规程》是广大钻探职工在生产实践中积累的经验总结。
钻探基础知识学习
4
目前国内已见投产的全液压动力头钻机有：
参数 型号
QK-10 QK-100 泰山 XD-5
衡探 XD-5 YDX-IQ YDX-3A
钻进 钻杆 给进 深度 直径 行程 （m） （mm） （mm）
10 38-56 1200
50110 1500 1000 800 400 1650 1235 850 550 300 200 1300 1000 700 400
数字表示：
1 额定孔深
100m
2 额定孔深
300m
3 额定孔深
600m
4 额定孔深
1000m
5 额定孔深
1500m
6 额定孔深
2000m
4．3 目前国产立轴式液压岩心钻机的主要技术规格
技术
规 额定孔深 钻杆直径 终孔直径 钻孔倾角
格 （m） 型号
（mm） （mm）
（度）
钻机重量 (不含动
力) （Kg）
2
钻机类型 岩心钻机 砂矿钻机 水文钻机 坑道钻机 浅孔钻机 地热钻机 工程钻机
类别代号
第一特征代号
第二特证代号
X（岩心） Y（液压操纵机械传动） C（车装）
SZ（砂钻） D（全液压动力头）
S（水文） P（转盘）
K（坑道）
Q（浅钻）
R（地热）
G（工程）
4．2 目前国产立轴式岩心钻机系列标准规定，主要技术参数
一般适用于土层 1—5级和部分 6—7级岩石；采用合金冲 击廻 转钻进工艺时，也可用于部分 6—8级岩石。
目前常用于钻孔的开孔段，水井钻孔的大口径孔段、钻孔 处理孔内事故及特殊钻进，如无泵钻进、扫削管材、打小眼等。 6．2．1．3 常用口径
一般常用口径主要有Φ175mm、Φ150mm、Φ130mm、Φ110mm、 Φ91mm、Φ75mm、Φ56mm。
地质岩心钻探工作方法
地质岩心钻探工作方法一、岩心钻探设备地质岩心钻探设备包括旋转钻机、进给系统、钻杆和岩心钻头等。
旋转钻机主要用于提供钻进动力，并通过旋转钻头实现岩石破碎。
进给系统用于控制钻杆的下压和提升以及旋转钻杆。
钻杆用于传递旋转和推进力，连接旋转钻机与钻头。
岩心钻头则用于破碎岩石并获取样本。
二、钻进过程1.确定钻探点：根据勘探目标和实地调查，确定钻探点位，进行地表标记。
2.钻孔设置：根据勘探需求和地质条件，确定钻孔直径和设计深度，安装钻杆，将钻杆成功插入地下。
3.钻进作业：启动旋转钻机，通过旋转钻头的破碎作用，逐渐完成岩石的破碎钻进。
在钻进的过程中，根据需要，可以根据岩石性质及矿化特征等情况，适时进行岩浆进入作业，降低岩石破裂过程的磨损，加速钻进速度。
4.取心：当钻进到规定深度时，停止钻进，将岩心钻探设备的取心器放入钻孔中，旋转钻杆使取心器切削和捕获岩心样品。
5.清孔：取心后，使用清孔钻头将孔眼的碎石清除，保持钻孔良好的通透性。
6.样品处理：将取得的岩心样品进行打磨、标记，并根据需要进行取样、分析、实验等进一步的操作。
三、注意事项1.钻探前的勘探工作应充分预测钻探目标的地层情况，合理选择钻头类型和取心方式，保证岩心钻探的采样质量。
2.钻探现场应按照规范要求进行设备调试和安全确认。
钻探设备操作人员要经过专门培训，熟练掌握钻探技术。
3.钻进过程中应随时观察钻孔回收岩屑情况，合理选取取心时间和长度，尽可能获得连续、完整的岩心。
4.在取心过程中应保持钻杆的稳定和钻头的正常工作状态，防止岩心的破碎和污染。
5.钻孔钻进深度大于50米时，应适时钻进岩心实现岩石性质分析，提前获得地质信息。
6.钻孔施工完毕后，应注意填充钻孔，防止散坍或井涌等现象的发生。
地质岩心钻探工作方法
地质岩心钻探工作方法
首先是钻探工具的选择，地质岩心钻探常用的钻具有旋转式和往复式
两种。
旋转式钻具是一种利用机械转动力产生冲击力进行钻探的方法。
它
由钻铤、套管、岩心钻头、钻杆等部分组成。
往复式钻具是利用上下往复
运动的钻探工具。
它由钻杆、钢丝绳、岩心钻头等部分组成。
其次是钻井作业的流程。
首先，根据地质调查和研究目的，确定钻井
位置。
然后进行场地准备工作，包括清理、平整地面、搭建井口设施等。
接下来进行井眼钻进工作，通过旋转或往复运动使钻具向地下钻进，逐渐
增大井眼直径。
同时，根据钻进的深度和岩层情况，及时记录钻进工况，
包括钻进速度、钻井液循环泥浆的性质、岩屑等。
地层特别是水层的钻进
要特别注意，以防止钻孔塌陷和涌水事故的发生。
最后是岩心采样。
一般每隔一定深度，就会进行岩心采样，以获取岩
层的样本。
岩心采样主要有岩心管法、钻进法和切碎法三种。
岩心管法是将岩心钻头上的岩石杂质从中间到两侧间隙中冲出，然后
将岩屑挤入岩心管中。
钻进法是通过岩心钻进的方式，将岩心从钻孔中取出，如螺旋岩心钻进法、管心取样法等。
切碎法是采用切割、破碎的方式
获取岩心样本。
以上三种方法根据不同地质情况和调查需求进行选择。
岩心样本的采集应注意，每段岩心样品要保存清晰的标记，包括井名、井深、岩心段编号、采样日期等信息，以便后续的地质分析和研究。
地质岩心钻机的工作原理及关键技术解析
地质岩心钻机的工作原理及关键技术解析地质岩心钻机是一种用于地质勘探和矿产资源开发的重要工具，其工作原理和关键技术对于准确获取地质信息和提高矿产勘探效率具有重要意义。
本文将对地质岩心钻机的工作原理和关键技术进行详细解析，以便更好地理解和应用这一技术。
工作原理：地质岩心钻机是一种通过旋转和推进的方式从地下钻取岩心样品，用于地质勘探和矿产资源开发。
其工作原理可分为钻探子、刀具系统和循环系统三个部分。
首先，钻探子是地质岩心钻机的钻具部分，主要包括钻杆、钻头和岩心管。
钻探过程中，通过旋转钻杆使钻头旋转，利用钻头上的切削刃打破地下岩石，并将岩层碎片带到钻孔上方。
钻头上的岩心管将岩层碎片保持在管内，以便后续取样和分析。
其次，刀具系统是地质岩心钻机的主要推进部分，用于推动钻杆和钻头向下穿过地下岩石。
刀具系统通常由驱动装置、钻杆卡盘和推进系统组成。
驱动装置通过提供动力，使钻杆旋转和推进，推进系统则根据地质条件和钻探要求，调节推进速度和力度。
最后，循环系统是地质岩心钻机的冷却和洗净部分，用于冷却钻头、冲洗岩屑和保持钻孔稳定。
循环系统通过泵站将冷却液注入钻杆，经过钻头喷洒到钻孔底部，带走岩屑并冷却钻头，然后再由孔壁流回地面。
关键技术解析：地质岩心钻机的关键技术包括钻杆设计、钻头选择、循环系统优化和钻探过程控制等方面。
首先，钻杆设计是地质岩心钻机工作的基础，钻杆需要具备足够的强度和刚度，以承受钻探过程中所受到的载荷。
同时，钻杆的设计还要考虑到其自重和运输便利性，以便提高工作效率和降低成本。
其次，钻头选择是地质岩心钻机工作的关键，钻头的选择应根据地质条件和钻探目标来确定。
不同类型的钻头适用于不同的地质条件，例如，纽曼芯钻头适用于软岩层、钻旋芯钻头适用于低硬度砂岩层等。
正确选择钻头能够提高钻进速度和采集岩心的质量。
再次，循环系统优化是提高地质岩心钻机工作效率的关键技术。
优化循环系统可以改善岩屑的冲洗和清除效果，减少钻头卡钻和钻孔塌陷的风险。
Ⅰ岩心钻探钻具等 2
二、 钻杆柱与钻杆（重点讲钻杆变化）
1 、钻杆柱的作用与结构
在钻探工作中，钻杆柱从地表把钻机的动作和动力传递 给井底的钻头，钻头在井底破碎岩石、连续给进以及其他 一切工作全取决于钻杆柱的工作性能。钻杆柱在传动工作 系统中是一个特殊的，细长比特大的、在井筒特定条件下 工作的传动杆件。同时它又是洗井液冲洗井底和冷却钻头 必需的液流通道。杆内承受着高压、杆外承受着磨损。
镦厚钻杆，车制连接螺纹； 钻杆接头； 连接螺纹的要求与标准； 采用铝合金钻杆； 加重钻杆或钻铤。
现在许多国家在地质勘探钻进中已经采用铝合金钻杆。使 用铝合金钻杆可以减小整个钻杆柱的质量，可以减小回转 钻杆柱所消耗的功率，可以减小提升钻杆柱消耗的功率， 所以在同样的条件下可以增大钻机的可钻深度，可以提高 转速而使机械钻速提高到1.3～1.5倍,同样可以减少升降钻 柱的时间。
零断面以上的钻杆柱受纵向拉力， 零断面以 下的钻杆柱受纵向压力。从受力状态可以看出； 中和点以上越远半波长越大；中和点以下越远半 波长越小，半波长越小表示钻杆柱弯曲越严重。
萨尔基索夫研究钻杆柱在孔内弯曲状态的问题时是设定 钻杆柱受外力(离心力和纵向力)所作的功等于钻杆柱变形 所储存的位能。即：
U＝A ＋ A1
老标准
钻杆强度分析对比
某厂加强钻杆技术参数
无锡钻探工具厂绳索钻杆钻进深度
S75：2009年 新疆有色地勘局 福建煤田121队
辽宁冶金402队
河北承德四队
安徽地矿325队
S95：2009年 福建煤田121队
云南煤田143队
安徽地矿325队
安徽地矿313队
哈密黄山铜矿 1550米（S75A）
曲靖煤田
三、钻杆柱工作状态（重点讲下页的图）
岩芯钻探工程基本理论知识课件
口径代号 普通岩心钻头外径 普通扩孔器外径 X系列套管外径 X系列套管内径 W系列套管外径 W系列套管内径 套管钻头外径 套管钻头内径 套管扩孔器外径 打入式套管鞋外径 打入式套管鞋内径 钻进式套管鞋外径 钻进式套管鞋内径 套管接箍外径 套管接箍内径
E 46.5 47 45 38 45 37.5 46.5 34．5 47 45 38 46.5 37.5 45 37.5
用法。这种方法在大多数钻孔中都可以使用。 (二).综合使用方式 当K=0.7时，可采用此法。在钻第一个钻孔深度一半 的过程中，把钻杆立根依次标记接到钻杆柱上使用。 在钻进完深度的一半后，提钻时把这些立根依次放于 立根台上待用。而在继续钻进时把其他未用的一半立 根一起下入孔中，在继续向深部钻进时，把原上部用 过的立根按照与原来相反的次序接到钻杆柱上继续使 用。在钻进第二个钻孔时，把钻进第一个钻孔用过的 立根完全按照相反的次序使用。这种方法可以使钻杆 的寿命大大提高。 施工过程中，钻杆接头的拧卸端必须涂丝扣油、垫密 封圈。 使用绳索取心钻杆必须遵守以下规定： （1）、钻杆下孔前，用“通棒”(外径比钻杆内径小
A 60 60.5 58 49 58 48 60 46 60.5 58 49 6O 48 58 48
B 76 76.5 73 63 73 61.5 76 57 76.5 73 63 76 62 73 61.5
N 95 95.5 91 80 91 78 95 75 95.5 91 80 95 79 91 78
钻进方法和工作条件不同钻进工具有不同的种类、 型式。
GB/T 16950-1997 金刚石岩心钻探钻具设备 本标准规定了金刚石岩心钻探钻孔深度在 1500m 以内，适用于不同地层的单层岩心管、 多种设计的双层岩心管以及钻杆、套管的型 式、尺寸、主要机械性能、连接螺纹等技术 内容。 金刚石岩心钻探常规钻具分为单层岩心管、 双层岩心管两大类。口径规格依国际通用的 R,E,A, B,N,H,P,S作为代号，规格代号及对应 的公称口径见表
第一章 钻具
第四部分钻井工具目录第一章钻具第一节方钻杆第二节钻铤第三节加重钻杆第四节钻杆第五节钻具管理第二章井下工具第一节稳定器第二节随钻震击器第三节扩大器第四节浮阀第五节钻具内防喷器第六节水力割刀第三章井上工具第一节钻杆吊卡第二节吊环第三节钻杆卡瓦第四节手动大钳第五节钻铤吊卡及卡瓦、安全卡瓦第六节套管吊卡、单根吊卡、套管卡瓦第七节转盘补心第四章打捞工具第一节铅模第二节公锥第三节母锥第四节卡瓦打捞筒第五节磁铁打捞器第六节一把抓第七节反循环打捞篮和反循环强磁打捞篮第八节磨鞋第九节安全接头第十节套管打捞矛钻具是指地面方钻杆以下钻头以上各部分工具的总称。
在钻井过程中，将方钻杆、钻杆、钻铤等用各种接头连接起来组成入井的管串称为钻柱。
钻柱是联通地面与地下的枢纽，又是钻井设备与工具的薄弱环节。
随着钻井深度越来越深，对钻柱性能的要求也越高。
钻柱的特点：首先，钻柱钻柱必须是空心的，以便循环泥浆；其次，钻柱要具有一定的强度，以传递功率。
钻柱各组成部分都是具有一定壁厚的空心体。
钻柱是有多种不同部件组成，它的组成随钻井条件和钻井方法不同而有所区别。
但其基本部分是方钻杆、钻杆、钻铤及接头所组成。
本章主要介绍钻具的各组成部分作用、结构、规范以及现场检查方法等方面的一些常识。
一、方钻杆的作用与结构方钻杆位于钻柱的最上端，其上部与水龙头相接，下部与钻杆连接。
主要作用是传递扭矩和承受钻柱的全部重量。
为了循环泥浆和有效地传递扭矩，方钻杆断面制成中空的正方形或六边形。
石油钻井大型钻机都用四棱方钻杆，地质勘探小型钻机用六棱方钻杆。
方钻杆由于所处的工作条件十分繁重，要求它具有较高抗拉强度和抗扭强度。
所以方钻杆壁厚比一般钻杆大三倍左右，而且多用强度较大的优质合金钢制成。
API标准方钻杆用D、E级或高强度的合金钢AISI4145钢制成。
要求保证制造质量的均衡性。
方钻杆两端接头有丝扣以便连接。
在钻进中方钻杆的上端始终处于转盘面上，为了防止方钻杆在旋转中自动卸扣，所以方钻杆上端的丝扣为反扣，下端为正扣。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
全液压动力头式 移动回转器式 机械动力头式
振动钻机
复合式钻机
振动、冲击、回转、静压等功能组合在一起的钻机
二、钻机的分类
2．钻机按钻进方法分类 冲击式钻机
钢绳冲击式 钻杆冲击式 立轴式 手把给进式 螺旋差动给进式 手把螺旋差动给进式 液压给进 钢绳加减压 液压缸加减压
回转式钻机
转盘式
全液压动力头式 移动回转器式 机械动力头式
泥浆净化设备mud purifying device:振动筛和泥浆旋流除砂器。
一、钻探设备的组成
3．钻塔derrick/mast(轻便) 用于升降钻具的构筑物。
二、钻机的分类
1．钻机按用途分类 石油天然气勘探与开发钻机 地质勘探钻机 矿山地质钻机 水文地质与水井钻机 工程地质勘察钻机 工程施工钻机
水笼头 钻头bit： 破碎岩石 岩芯管core barrel： 容纳岩芯、 传递钻压和扭矩
钻杆柱
取粉管 岩芯管 钻头
钻头
钻杆
接头
钻杆
钻具
第一节 岩芯钻具的组成
取粉管core barrel： 捞取岩粉、收集大粒岩屑
钻杆柱drill string： 传递钻压、扭矩及冲洗液通道
单根single 立根stand 主动钻杆drive pipe/kelly： 孔口钻杆 水笼头water swivel： 输送冲洗介质的高压胶管与回转 钻具间的连接的专用装置
回转式钻机
转盘式
全液压动力头式 移动回转器式 机械动力头式
振动钻机
复合式钻机
振动、冲击、回转、静压等功能组合在一起的钻机
二、钻机的分类
2．钻机按钻进方法分类 冲击式钻机
钢绳冲击式 钻杆冲击式 立轴式 手把给进式 螺旋差动给进式 手把螺旋差动给进式 液压给进 钢绳加减压 液压缸加减压
回转式钻机
转盘式
钻探工艺
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 岩芯钻探钻具和设备 钻进方法 岩矿芯的采取 钻孔弯曲及其测量 钻孔冲洗
第一章 岩芯钻探钻具和设备
第一节 第二节 第三节 第四节 岩芯钻具的组成 钻杆柱 钻探设备 泥浆泵
第一节 岩芯钻具的组成
水笼头
全套钻具
岩芯提断器 钻杆柱
取粉管 岩芯管 钻头
第一节 岩芯钻具的组成
第二节 钻杆柱 drill string/column
一、钻杆柱的功用
１．传递动力 钻压 bit pressure 转矩 rotary torsion 冲洗液 2．作为通道 岩矿芯 卡料或仪器等
第二节 钻杆柱 drill string/column
二、钻杆柱的连接方式
平接头连接
rod
锁接头连接
tool joint
接箍连接
coupling
接箍
第二节 钻杆柱 drill string/column
三、钻杆柱的材质与要求
≥45﹟钢，少量用铝合金
有足够的接头强度 加重钻杆（钻铤drill collar）
第三节 钻探设备
Drilling Equipments
钻探设备 drilling equipments是指钻探施工中 直接应用的机械设备和装置。 钻探设备包括动力机、钻机、泥浆泵和钻塔等。 动力机 power machine作为通用机械，不属于 本课程范围。 电动机 electric motor 柴油机 diesel engine 空压机 air compressor 钻探设备中，以钻机作为主机来配备其它设备。
二、钻机的分类
1．钻机按用途分类 石油天然气勘探与开发钻机 地质勘探钻机 矿山地质钻机 水文地质与水井钻机 工程地质勘察钻机 工程施工钻机
二、钻机的分类
1．钻机按用途分类 石油天然气勘探与开发钻机 地质勘探钻机 矿山地质钻机 水文地质与水井钻机 工程地质勘察钻机 工程施工钻机
二、钻机的分类
2．钻机按钻进方法分类 冲击式钻机
第一节 岩芯钻具的组成
提引钻具 lifting tools 拧卸钻具 make-up or breaking-out tools 夹持器 clamp
拧卸钻具
提引钻具
提引器
移动滑车
水笼头
木马夹持器
第一节 岩芯钻具的组成
钻头和岩芯管的基本尺寸 钻头切削 具外径 152 132 112 93 76 59 46 36 钻 外 径 150 130 110 91 75 58.5 45.5 35.5 头 内 径 136 116 96 77 61 45 32.5 22.5 岩 外 径 148 127 108 89 73 57 44 34 芯 壁 厚 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 4.5 3.5 3.0 管 内 径 136.0 117.0 98.0 79.0 63.0 48.0 37.0 28.0
二、钻机的分类
1．钻机按用途分类 石油天然气勘探与开发钻机 地质勘探钻机 矿山地质钻机 水文地质与水井钻机 工程地质勘察钻机 工程施工钻机
二、钻机的分类
1．钻机按用途分类 石油天然气勘探与开发钻机 地质勘探钻机 矿山地质钻机 水文地质与水井钻机 工程地质勘察钻机 工程施工钻机
二、钻机的分类
1．钻机按用途分类 石油天然气勘探与开发钻机 地质勘探钻机 矿山地质钻机 水文地质与水井钻机 工程地质勘察钻机 工程施工钻机
一、钻探设备的组成
1．钻机drill/rig 是进行钻探工作的主要设备。它的功能一般包括两个方面: 带动钻具向地层深部钻进； 通过升降机起、下钻具。 2．泥浆泵及泥浆制备、净化设备 泥浆泵 mud pump/slush pump向孔内输送冲洗液 以清洗孔底、冷却钻头和润滑钻具。 泥浆搅拌机 mud mixer 用于制备泥浆及其它类型的冲洗液。
钢绳冲击式 钻杆冲击式 立轴式 手把给进式 螺旋差动给进式 手把螺旋差动给进式 液压给进 钢绳加减压 液压缸加减压
回转式钻机
转盘式
全液压动力头式 移动回转器式 机械动力头式
振动钻机
复合式钻机
振动、冲击、回转、静压等功能组合在一起的钻机
二、钻机的分类
2．钻机按钻进方法分类 冲击式钻机
钢绳冲击式 钻杆冲击式 立轴式 手把给进式 螺旋差动给进式 手把螺旋差动给进式 液压给进 钢绳加减压 液压缸加减压
振动钻机
复合式钻机
振动、冲击、回转、静压等功能组合在一起的钻机
三、钻探设备的发展方向
1、小型、轻便化 2 、大型、多功能化 3、特殊专用化
四、 钻塔的类型及其参数
（一）钻塔的使用要求