岩心钻探工艺
岩心钻探施工工艺方面新技术 的应用思路
258YAN JIUJIAN SHE岩心钻探施工工艺方面新技术的应用思路Yan xin zuan tan shi gong gong yi fang mian xin ji shu de ying yong si lu 曾小平岩心钻探施工工艺是当前地质勘探中最为常用的手段之一，该工艺的应用确实发挥着不可或缺的价值，在很多地质环境下具备较强适应效果。
但是在岩心钻探施工工艺的具体应用中依然存在着一些明显难题，需要借助于新技术予以创新优化，下面就首先简要介绍了岩心钻探施工工艺的应用状况，然后又探讨了相关新技术的发展思路，以供参考。
随着现阶段我国地质勘探工作的不断发展，虽然各类技术手段越来越先进，但是因为其面临的地质勘探要求同样也越来越高，如此也就更加需要注重施工工艺方面的创新研究，以求适应于各类环境和地质条件。
岩心钻探施工工艺作为当前比较重要的一类技术手段，确实在很多地质勘探工作中表现出了积极应用效果，但是同样也存在着一些难以适应的问题，容易导致最终地质勘探准确度受到影响。
基于此，针对岩心钻探施工工艺新技术予以充分研究，力求提升岩心钻探水平，具备较高实践价值。
一、岩心钻探施工工艺岩心钻探施工工艺在现阶段地质勘探中比较常见，随着当前我国地质勘探需求的不断增多，相应岩心钻探施工工艺的运用同样也面临着较大压力，不仅仅是工作的急剧增多，同时还伴随着技术水平要求的提升。
对于一些地质条件相对恶劣的区域，如果仅仅依托传统岩心钻探施工工艺，则不仅仅会产生较高的施工成本，还容易带来较为明显的地质勘探结果的偏差，甚至在操作执行过程中出现较多的难题无法应对和处理，需要予以及时创新解决。
当然，目前我国岩心钻探施工工艺水平确实越来越高，可供选用的手段和方法同样也呈现出多样化趋势，比如从钻进方式上来看，不仅仅有传统的金刚石钻进和硬质合金钻进手段，还可以借助于牙轮钻头或者是矛式硬合金钻进进行处理，相对处理效果更佳。
此外，在具体岩心钻探处理过程中，同样也可以借助于必要的套管封隔手段予以优化，保障钻进更为有序协调。
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。
钻探施工技术方案
钻探施工技术方案钻探施工技术方案一、前言现在随着社会的发展，不断出现各种新型建筑和工程，这些建筑和工程为我们的生活带来了很大的方便，同时也促进了各行各业的发展。
而钻探施工则是建筑工程中的一项重要技术，它可以帮助我们在建筑过程中更好地掌握地下情况，保证施工的安全和质量。
因此本文将介绍钻探施工技术方案。
二、施工方案1.钻机选择钻机是进行钻探施工的重要工具。
在选择钻机时，要考虑地层的性质和要求，以及施工的规模和要求等。
一般情况下，可以根据水平方向钻孔深度和设备安装的重量范围来选择合适的钻机。
同时，要根据施工现场的具体情况选择合适的钻机。
2. 钻探工艺钻探工艺是进行钻探施工的关键，其针对不同的地层，具有不同的适用范围和技术要求。
在进行钻探施工前，首先要认真研究地质地貌情况，做好必要的勘察工作，掌握地下水、地下岩石层等情况。
然后，根据勘察结果和施工要求，选择适当的钻探工艺。
常见的钻探工艺有：(1) 钻探筒工艺钻探筒工艺是将筒状钻杆推入地层，在控制钻速的同时，拔出钻杆将土层取出。
这种钻探技术适用于砾石土层、淤泥、软土层、细沙等地层。
但是，由于控制钻速的难度较大，需时较长，因此施工速度较慢。
(2) 岩心钻探技术岩心钻探技术是利用强制性的切割和抽取原理，在地层中形成一个圆形岩心，使其沿钻孔逐步取出。
此项技术适用于较为坚硬的地质环境，如石灰石、硬煤、钢化砂岩等。
其优点是钻速快，取样完整、准确。
但是其钻头易磨损，钻杆易弯曲。
(3) 震荡钻探技术震荡钻探技术是通过空气压缩机产生压空强制振动把杆推入地层，然后将岩屑振出孔口利用空气流扫除孔壁把岩屑穿过管子输送出地面，同时也可以输送水泥浆等液体。
它适用于稳定性较好的土砂岩层，在钻探过程中，杆对周围土体产生的对周围土体的加载同/反向的颤动力，有助于破碎土体，加速钻探速度，并降低钻头耐磨性要求。
(4) 水流冲击钻探技术水流冲击钻探技术是采用高压水射流对钻探点进行钻孔的一种方法。
岩心钻探规程
中华人民共和国地质矿产部关于颁发《岩心钻探规程》的通知地工［1982］558号各省、市、自治区地质局：《岩心钻探规程》已修订完毕，现正式颁发实行。
本规程在修订过程中曾广泛征求各省局和野外队的意见，并经部探矿、地矿、储委、水文、计划等有关部门多次讨论和修改，在内容上做了充实，反映了当前岩心钻探技术的发展水平，对今后探矿工程工作的发展将会起到推动作用。
各单位在接到通知和规程文本后，应积极组织有关人员进行学习，并认真贯彻执行。
在实行过程中有何问题和意见，望随时报部。
一九八二年十月十七日目录总则第一章钻进方法、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二节钻孔结构的选择第三节钻探设备的选择第二章钻探设备的安装第一节修筑地基第二节安装、拆卸与迁移第三章金刚石钻进第一节开孔第二节金刚石钻头、扩张器的选择和使用第三节金刚石钻进技术参数第四节采取岩心第五节金刚石钻进注意事项第四章硬质合金钻进第一节硬质合金钻头的选择和使用第二节硬质合金钻进技术参数第三节硬质合金钻进注意事项第五章钢粒钻进第一节钢粒钻头及钢粒的选择和使用第二节钢粒钻进技术参数第三节钢粒钻进注意事项第六章升降钻具第七章钻探工程质量第一节钻探工程质量六项指标第二节提高钻探质量的措施第八章冲洗液与护壁作业第一节冲洗液的选择第二节润滑冲洗液第三节优质泥浆第四节冲洗液的管理第五节护壁作用第六节套管第九章孔内事故的预防和处理第一节处理孔内事故的基本要求第二节卡、理、烧钻事故第三节钻具折断、脱落及跑钻事故第四节测井事故第五节处理事故的安全规定第十章钻探机械和仪器、仪表的使用与维护第一节使用与维护的基本要求第二节钻机第三节泥浆泵第四节柴油机第五节电动机和照明发电机第六节拧管机第七节孔内测量仪器和地面监测仪表第十一章一般安全规定第一节个人和机场内的安全防护第二节防风、防洪第三节防寒、防火第四节钻进中主要安全守则第十二章钻探施工管理制度第一节设计与施工第二节质量检查、验收第三节钻孔技术档案第四节总结、汇报制度第五节机场管理制度附录钻探施工技术设计提纲总则一、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。
复杂地层岩心钻探施工技术总结
复杂地层岩心钻探施工技术总结复杂地层岩心钻探施工技术总结复杂地层岩心钻探施工技术总结岩心钻探是在进行固体矿产地质勘探时经常采用的勘探手段之一。
在我国，岩心钻探仍然是目前和今后相当长一段时间内地质工作者在进行地质工程勘探时，获取直观地质资料的最主要方式。
本文对复杂地层特性和岩心钻探施工方法进行叙述,并就如何进行复杂地层的岩心机械钻探施工技术进行研究，进而提高钻探质量，降低勘探成本，以达到提高找矿效率的目的。
一、复杂地层分类根据钻探施工特点及地质情况,把复杂地层分为以下几类:(一)松散破碎地层:主要包括松散破碎和硬、脆、碎破碎地层。
较为典型的有胶结性很差的砂石和石灰岩组成的二叠纪地层,这种地层含有大量的砂岩,部分地区存在泥岩、砂岩和砾岩以及部分卵石。
受钻具振动碰撞和泥浆冲蚀作用,钻探钻孔易发生坍塌、漏失、超径等事故。
(二)水敏性地层:主要包括水化松散、水化剥落、水化膨胀和水化溶蚀煤系地层。
（三)漏、涌水地层:这类地层钻探施工护孔堵漏难度极大,漏失分大、中、小漏;涌水地层一般涌水量为10m3/h～50m3/h。
煤系地层硅质胶结,灰岩多破碎,且研磨性大,构造裂隙较发育,稳定性较差,透水性强,地下水丰富,承压水力大,钻孔缩径或涌水时有发生。
二、钻探方法和设备的选择（一）钻进方法的选择《岩心钻探规程》中按岩石硬度的大小分为四类十二级:软--可钻性1～3级、中硬--可钻性4～6级、硬--可钻性7～9级、坚硬--可钻性10～12级;按研磨性的强弱分为三类:弱研磨性、中研磨性、强研磨性;按完整程度分为三类:完整、较完整、破碎。
在具体施工中根据岩石可钻性、研磨性、完整程度等选择磨料和钻进方法。
1～6级和部分7级岩石可选用硬质合金、金刚石、复合片钻进;4～12级岩石可选用金刚石回转钻进,7～12级岩石也可选用钢粒钻进;6～8级岩石可选用硬质合金冲击回转钻进;6～12级可选用金刚石冲击回转钻进。
严格执行《岩心钻探规程》的规定是在复杂地层区提高钻探质量的保证。
岩芯钻探技术要求
岩芯钻探技术要求
岩芯钻探技术要求
1、岩矿心实行率：要求岩芯实行率不低于75% ,矿芯及3-5m内围岩实行率280%。
进出矿体应测顶角、方位角、和丈量孔深。
其中回次实行率低于75%的连续长度不能超过5m，否则, 需准时实行补救措施。
2、钻孔弯曲度测量：每钻进50m要求测量弯曲度一次，下套管后和终孔时各加测一次。
测量结果应准时通知编录人员，要求孔斜每100m钻孔倾角误差不超过5。
随孔深增加，误差可累计计算。
钻孔方位的最大误差，在矿层部位和终孔时，偏离勘探线的距离不超过20m。
3、孔深校正：要求每100m校正一次，穿过主矿体、下套管和终孔时也要校正孔深。
允许误差为千分之一。
若超差，应查明缘由准时消退。
查不出缘由时，误差在超差孔段内进行配赋，报表在配赋后的孔深加以改动。
4、封孔：要求用浓泥浆灌封。
孔口直立水泥作固定标志，注明线、孔号。
以砂砾、水泥加以固定。
5、简易水文观测：要求施工的钻孔都要作水位观测和冲洗液消耗量观测。
每次提钻后，下钻前各测一次水位，每班至少观测一次。
停钻超过4小时，每小时观测一次，直至稳定为止；下钻究竟和提钻关水泵时，各测一次冲洗液消耗量。
钻进过程中遇到涌水、漏水坍塌、掉块溶洞、钻具陷落等现象应精确纪录其位置。
6、原始报表：原始报表包括班报表、岩心牌、岩心整理及装箱编号等，要求真实反映生产状况，做到准时、精确、具体、干净。
钻孔竣工后，在未搬迁前，地质分队和施工单位应准时做出质量鉴定和验收。
钻探工艺PPT课件
钻孔弯曲度测量与孔深较正
钻进过程中，每钻进50m测量钻 孔弯曲度并丈量钻具；
下套管前，进出矿体时及终孔后 各增加一次，钻孔弯曲度和丈量钻 具应同时进行，发现超差应及时采
取有效措施。 测量结果要及时填写到原始班报
表的相应位置。
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预防钻孔弯曲的措施
•
地表机械设备应经过检查，稳固可靠。
• 确保安装质量，保证“天车、回转器、孔口”三点一线 。
是否合理：钻速、钻头的总进尺和单位进尺金刚石的 耗量。
钻头唇面形状：平底形、圆弧形、半圆形、单阶梯形、多 阶梯形、锥形、锯齿形、单双块形、交错 块形、薄壁形、阶梯形底喷式、喇叭口形
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金刚石绳索取心钻进
• 优点：提高钻进效率，提高岩矿心采取率，延长钻头寿
命，有利于孔内安全和钻穿复杂地层，减轻了劳动强度。
• 扩孔时要带内导正器，换径时要带外导正器。粗径钻具 要用综合式异径接头连接，其中心线应一致。
•
换经时导正管长度要大于4m，第一回次的小径岩心管 长度要小于1m。
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降低孔深误差的措施
• 钻机场使用的铁尺应保持两端平 齐，刻度准确、清楚，并定期校 正。
• 丈量机上余尺时钻柱应停止回转 ，基准点要一致，并应准确丈量 ，及时记录。
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做好原始班报表记录的措施
记录员应在现场认真、及时 的填写好各项数据，不允许
下班后追记、补记。 班长、机长（或综合记录员 ）要及时校对原始记录，发
现错误立即修正。
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简易水文观测
按要求认真填写简易水文班报表，每回 次取出内管后，投放内管前各测量水位 一次，间隔时间应大于5分钟，并测回 次进尺时冲洗液的消耗量。详细记录孔 内涌水、掉块、坍塌、卡钻、埋钻、烧 钻、溶洞的详细位置或起止时间，应及 时记录其孔深，并全取溶洞充填物。终
地质岩心钻探.
地质岩心钻探钻探工程质量有六项指标：岩矿心采取率、钻孔弯曲度、简易水文地质观测、孔深误差测量与校正、原始报表填写、钻孔的封闭。
为了保证达到这六项指标的要求，我们就必须采取必要的方法与措施来提高钻探质量。
一、提高岩矿心采取率的措施1. 根据各矿区地质条件、岩矿层的物理机械性质和技术因素，正确地选择取心方法和工具。
2. 取心困难的岩矿层中，应尽可能选用金刚石或硬质合金钻进。
3. 在取心困难的矿层中钻进时，应限制转速、压力和泵量，适当控制回次进尺长度和时间。
4. 钻进时回次进尺不得超过岩心管长度。
5. 在矿层、矿层顶底板和重要标志层中，岩、矿心没有采取上来时，须专程捞取，不应继续钻进，必需钻时不得超过0.5米。
捞取岩、矿心时应尽量采用喷反、无泵或钢丝钻头等有效方法。
6. 退取岩心时要细心，尽可能地避免人为地破碎，并严格防止岩、矿心上、下顺序颠倒。
二、预防钻孔弯曲的措施1. 确保安装质量，保证“天车、回转器、孔口”三点一线。
不准使用旷动的立轴(导管。
2. 开孔时，应选用锋利的钻头，主动钻杆不得有偏摆，轴心压力要均匀，要随钻孔加深而加长岩心管。
3. 在易斜岩层地区施工，应根据地层、见矿深度等条件合理设计开孔角度和弯曲强度。
要尽量选用金刚石或硬质合金钻进。
4. 深孔钻进时，应尽量采用钻铤加压。
5. 遇到片岩地层、倾斜岩层、破碎带、软硬互层时，应使用锋利的钻头和长、直、重、厚、刚的钻具，有条件时也可试用冲击回转钻进。
6. 扩孔时要带内导正器，换径时要带外导正器。
粗径钻具要用综合式异径接头连结，其中心线必须一致。
换径时导正管要长于4米，第一回次的小径岩心管长度要短于1米。
三、做好简易水文地质观测的措施要及时观测水位及其他应测项目；水位观测的基准点必须一致，读数要准确，测绳不得任意割接。
四、降低孔深误差的措施1. 机场使用的木尺或铁尺必须保持两端平齐，刻度准确、清楚，并注意经常校正。
2. 丈量机上就时应停止立轴回转，基准点必须一致，并应准确丈量，及时记录。
钻探岩芯规程
钻探岩芯规程一、引言岩芯是通过钻探技术获得的地下岩石样品，在地质勘探中起着重要作用。
钻探岩芯规程是指对钻探过程中的岩芯采集、处理、保存和分析等环节进行规范和指导，以确保岩芯的完整性和可靠性。
本文将就钻探岩芯规程进行全面、详细、完整且深入地探讨。
二、岩芯采集岩芯采集是钻探工作中的重要环节，采集得到的岩芯对后续分析研究具有重要意义。
在岩芯采集过程中，需要遵循以下规程：2.1 钻具选择钻具的选择应根据勘探地区的地质条件、进行的钻孔类型等因素进行合理选择。
对于不同类型的地质，需要使用不同种类的钻具，以确保采集到的岩芯能够准确反映地下地质情况。
2.2 钻杆长度钻杆的长度应根据钻孔的深度进行合理的安排。
钻杆过长会增加钻探的难度，而过短会导致钻孔深度不够，从而无法采集到完整的岩芯。
2.3 钻速控制在进行钻孔过程中，需要合理控制钻具的进给速度。
过快的进给速度会导致碎屑过多，影响岩芯的完整性和质量；而过慢则会导致钻芯进进退退，浪费时间和资源。
2.4 钻探液控制在钻探过程中，需要使用钻探液来冷却钻头并排除岩屑。
选用合适的钻探液，并控制合理的注入量和压力，以保证采集到的岩芯的完整和质量。
三、岩芯处理采集到的岩芯需要进行适当的处理，以便后续的分析和研究。
岩芯处理包括以下环节：3.1 岩芯切割将采集到的岩芯进行切割，得到所需长度的岩芯样品。
切割时需要使用合适的工具，保证切割的准确性和效率。
3.2 参数检测对岩芯进行参数检测，包括测定岩芯的长度、直径、重量、颜色、强度等参数。
通过参数的检测，可以初步了解岩芯样本的特征，为后续的分析和研究提供基础数据。
3.3 岩芯标识对处理后的岩芯样品进行标识，包括编号、深度、孔口及岩芯顶、底标高等信息。
岩芯标识的准确性和规范性对于后续研究的开展至关重要。
3.4 岩芯保存经过处理的岩芯样品需要进行妥善的保存，以确保其完整性和可靠性。
存储环境应适宜，避免阳光直射、温度过高或过低、潮湿等不利因素的影响。
岩心钻探规程简要
岩心钻探规程简要
1. 已确定的孔位要立木桩，斜孔要设方位桩。
孔位和倾角确定之后不得任意变更
2. 使用的钻探工艺应能保持矿石原有结构特点和完整性，避免矿心粉碎贫化。
在复脉型和多脉带型矿床中要严格控制钻进回次长度及回次采取率，防止钻进中漏矿。
3. 矿体及其顶底板3m～5m内的矿心、岩心平均采取率不低于80％，厚度>30m矿体内部矿心采取率低于80％的连续长度不能超过5m，否则应采取补救措施。
围岩岩心的分层平均采取率一般不得低于65％。
不要求取心的岩层，不计算采取率。
4. 由机台负责将岩心清洗干净，自上而下按次序装箱，在岩心上用漆或油浸色笔写明回次数、总块数和块号(岩心>10cm、矿心>5cm 编号) (松软、破碎、粉状及易溶的岩矿心应装入布袋或塑料袋中)，用铅笔填写岩心牌，放好岩心隔板，并妥善保管。
在现场及时填写原始报表，要真实、齐全、准确、整洁
5. 钻孔变曲度，直孔每100m(每100m一测)不得超过2°、斜孔每100m(每50m一测)不得超过3°
6. 孔深误差率(每100m)大于千分之一时要修正报表，孔深经修正后即为达到指标要求。
7. 封孔后必须在孔口中心处设立水泥标志桩(用水泥固定)，再重新定测孔位。
8. 钻探工程质量六项指标：1.岩矿心采取率与岩矿心整理、2.钻
孔变曲度与测量间距、3.简易水文地质观测、 4.孔深误差的测量与校正、5.原始报表填写、6.钻孔的封闭与检验。
钻探工艺技术 第六章 岩(矿)心采取
第二节 影响岩(矿)心采取质量的因 素
• 回次时间和回次长度对岩(矿)心的破坏都有影响。 一般来说，回次时间越长，回次进尺越多，则岩 (矿)心被破坏、磨损、分选和污染的机会也就越 多，相应会降低岩(矿)心的采取率、完整度和纯 洁性，增加选择性磨损，尤其是硬、脆、碎地层， 影响更大。 • 总之，不同的钻进技术参数对岩(矿)心采取质量 有很大的影响。因此，对钻进技术参数选择，既 要考虑提高钻进速度的要求也要考虑取心的需要。
第二节 影响岩(矿)心采取质量的因 素
• 冲洗液量过大，流速增加，冲刷力也大，会加剧 岩(矿)心被冲毁和磨耗的破坏作用。循环方式的 不合理，也会造成岩(矿)心被冲刷破坏和重复磨 损。 • 冲洗液中的某些成分对有的矿种岩(矿)心有污染 作用。采用清水和普通泥浆钻进盐类矿床时，矿 心会受到淋滤与溶蚀。 • 钢粒钻进，投砂量过多，钢粒直径过大，易扩大 孔径和磨细岩(矿)心，加大钻具振动幅度，加剧 岩(矿)心的破坏。
第六章 岩(矿)心采取
第一节 对岩(矿)心采取质量的基本要求 第二节 影响岩(矿)心采取质量的因素 第三节 采取岩(矿)心的一般方法 第四节 双层岩心管取心 第五节 绳索取心
第一节 对岩(矿)心采取质量的基本 要求
一、岩(矿)心在地质勘探中的意义
•
采取岩(矿)心是岩心钻探的主要目的，是检验钻孔质量 的一项重要指标。通过对岩(矿)心的观察、鉴定、化验 和分析，可以了解矿体的埋藏深度、厚度、产状、分 布规律、矿物组成、矿石品位、化学成分、矿物与岩 石的结构构造，矿石的选冶性能和水文地质特性等。 由此可见，岩(矿)心采取数量的多少，品质的好坏，直 接影响判断地质构造，评价矿产资源，提交矿产储量 和矿山开采设计的准确性和可靠性。因此，在钻探施 工中，不仅要求提高钻进效率，而且要求重视采心质 量，力求准确地从钻孔中采取能够全面代表相应孔段 岩(矿)层的岩(矿)心，在数量上要有足够的体积，在质 量上能够保持原生结构和含矿品位。即保证取上的岩 (矿)心具有最大的代表性。
地质钻探工艺
地质钻探工艺
地质钻探工艺主要包括以下几种：
1. 冲击钻进：利用钻具自重对孔底进行冲击而破碎岩（土）体的钻进方法。
人力冲击一般适用于浅孔和地下水位以上的土层钻进。
机械冲击则是采用机械向下冲击，适于各类土层钻进。
2. 回转钻进：在轴心压力作用下，利用筒状钻头用回转研磨方式切削岩石的一种取芯钻进方法，适于各种岩石钻进，通常称为岩芯钻探。
根据钻头研磨材料，可将其分为硬质合金钻进、钻粒钻进和金刚石钻进。
3. 反循环钻探技术：包括空气反循环技术和水力反循环技术。
空气反循环钻探技术是将压缩空气用作循环介质，利用双壁钻杆外管将压缩空气送至孔底，空气的剧烈膨胀会产生冲击力，驱动孔底潜孔锤作用于岩石上，同时空气作用后通过钻杆中心通道重新回到地表，并携带岩屑。
水力反循环钻探技术则是将泥浆或水用作循环介质，其循环方式与空气反循环相同，都是利用钻杆将介质传送到孔底，获取的柱状岩心则通过钻杆携带回地面。
4. 组合钻探工艺：结合了绳索取心技术、反循环取样、取心技术，吸取了各种钻探技术的优点，能依据地质钻探要求和地层情况提高钻探效率，减少额外劳动和成本。
此外，还有一些新工艺和新材料的应用，例如新型节水钻探技术、新型泥浆体系和泥浆材料等。
这些新技术的应用可以提高生产效率、增加钻头使用寿命、提高钻进速度等。
综上所述，地质钻探工艺是一个综合性的工艺系统，不同的工艺适用于不同的地质条件和需求。
在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的工艺以提高钻探效率和保证工程质量。
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。
岩心钻探钻进方法4-冲击回转钻进
24 2024/4/7
③ 冲洗液量 Q
其功用不但要冷却钻头、排除岩粉，更重要的是为冲击 器提供能量。
所以，冲洗液量主要以冲击器的需要确定。 液动冲击器的冲洗液流量和压力直接影响冲击器的工作 性能——冲击功与冲击频率。因此，液动冲击回转钻进的泵 量要远大于普通回转钻进，并且，泵压也要高得多。
10 2024/4/7
.2 常用液动冲击器结构及工作原理
液动冲击器
正作用
有阀式 无阀式
反作用 双作用 射流式
射吸式
工程钻探
11 2024/4/7
7.2.2.1 阀式液动冲击器
① 正作用液动冲击器
结构：如图所示。 工作原理：以液体压力推动冲锤 下行进行冲击，以弹簧作用力复 位。 特点：结构简单，技术成熟。冲 锤活塞向下作功时，可利用高压 室中巨大的水锤能量；但复位弹 簧的反作用力将抵消相当大的冲 击力。
在塑性岩石中钻进，因为冲击器的冲击能量大部分被岩 石塑性变形所吸收，所以，它不可能对岩石破碎起到主要 作用。
这时静压力使切削具吃入岩石，回转扭矩使切削具剪切 岩石，冲击力只起到促进岩石裂隙发育、脆性增加的辅助 碎岩效果。
工程钻探
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◆两类不同岩石中的不同破碎机理，决定了采用 的工艺规程参数应当不同。
形状：一般做成多边形以增加外环过水面积，可减 少背压和提高排粉速度。
螺纹：为与回转钻进钻头保持互换性，一般做成 一样，只在冲击功大于100焦耳后，才采用特殊螺纹 。普通冲击器冲击功一般15~70焦耳。
工程钻探
图
7.9
HC
T 型 硬 质 合 金 钻 头 结 构 图
19 2024/4/7
② 硬合金
材料：为提高耐冲击韧性，冲击回转钻进钻头采用含钴量高的硬合 金切削具，如YG15或YG13c。虽然耐磨性能有所降低，但切削具与岩 石接触时间短，回转速度也低，故对钻头耐磨寿命影响不大。
岩心钻探操作规程
岩心钻探操作规程岩心钻探是地质勘探中常用的一种方法，通过钻孔获取地下岩石的岩心样品，进而分析岩性、构造、沉积环境等信息。
为了保证岩心钻探操作的安全性和有效性，制定一系列操作规程是非常必要的。
下面是一份岩心钻探操作规程，供参考：一、岩心钻探前的准备工作1. 了解钻探区域的地质背景，确定钻探目的和方案。
2. 钻探地点周边要做好环境概况调查，确保钻探不会对周围环境造成污染或破坏。
3. 检查和维护钻探设备，确保设备完好并符合安全规范。
4. 制定详细的岩心钻探工艺流程，包括孔径及孔深、防备措施、取心方式等。
二、岩心钻探操作过程1. 按照钻探方案选择合适的钻具和钻孔直径，并根据钻探地质条件选用合适的钻时况。
2. 将钻杆装配好，确保各个部件连接紧固牢靠，避免因松动而导致事故。
3. 验证岩心采集器的质量和完好性，确保可以有效地取得岩心样品。
4. 在取样之前，首先进行岩心采集器的消毒处理，以避免岩心污染。
5. 使用液压钻机或机械钻机进行岩心钻探。
操作前，必须先检查设备的安全性能，如液压系统、电气系统等。
6. 在钻探过程中，要根据地层变化和岩石特性调整钻探参数，包括转速、进给速度等，以保证钻探效果。
7. 钻探孔断层时，要进行分析并决定采取相应防治措施，避免钻具卡住或事故发生。
8. 钻探到达设计深度后，停止钻探并清理钻孔。
首先要检查岩芯管，确保其中的岩心样品没有受损。
9. 取岩心样品时，需始终保持岩心采集器在钻孔中的旋转，避免岩心断裂或损坏。
10. 取样完毕后，将岩心样品放入合适的容器中，标明孔深、日期和岩心编号等信息。
封好容器以免样品污染。
三、岩心钻探结束后的工作1. 清理现场，收拾工具和设备，保持场地整洁。
2. 将取得的岩心样品送往实验室进行相应分析，同时做好岩心样品档案管理工作。
3. 将取样点的具体位置和岩心钻探的相关数据进行记录和归档。
4. 做好岩心钻探工作报告的撰写，归纳总结岩心取样情况和分析结果。
5. 定期检查和维护岩心钻探设备，在下次使用前进行必要的保养和修理。
水稳层钻芯取样规范
水稳层钻芯取样规范为了获取准确、可靠的水稳层岩心取样，保证工程施工质量和工程设计的准确性，制定以下水稳层钻芯取样规范。
一、岩心取样工艺（一）岩心钻探工艺：采用反循环钻探工艺，附加岩心管取岩心。
（二）岩心管选用：岩心管应选用质量可靠、尺寸合适的金属管。
管径应根据现场实际情况确定，一般不小于73毫米。
（三）护壁管选用：岩心取样的护壁管应选择与岩芯管内径匹配的塑料或金属管。
在弱固结地层中，应采用金属护壁管加固。
（四）钻头选用：钻头应根据地质条件选择，一般可选用PDC（聚结金刚石）钻头或合金钻头。
二、岩心取样具体措施（一）取样地点确定：取样点应根据工程设计要求确定，取样井深度应尽量靠近设计深度。
（二）安装护壁管：在取岩心的地层段，先安装塑料或金属护壁管，确保取样时岩芯的完整性。
（三）取样操作要求：在安装护壁管后，使用岩心钻具，钻头进入岩心管内，使用逆循环方法取样。
取样过程中，应保持稳定的进钻速度，避免快速进钻造成岩芯损坏。
（四）岩心管装满率：为了保证取样的充水率，岩心管内应装满浆液或清水。
装满率不应小于80%，如果不能满足要求，则需要进行补充。
（五）取样结束操作：岩心取样结束后，应将走失的岩芯推回到岩心管内，然后进行封头，确保岩心的封闭性。
三、岩心取样质量控制（一）质量监测：在取样过程中，应不断监测岩芯的取样质量，确保岩心的完整性和准确性。
（二）取样率：水稳层岩心取样率应按照设计要求，一般不低于90%。
（三）取样位置：取样位置应准确无误，与设计要求一致。
（四）岩心管保存：取样完毕后，岩心管应及时封闭，避免样品污染或干燥。
以上就是水稳层钻芯取样规范的基本要求和措施。
在实施钻芯取样过程中，要严格按照规范进行操作，确保取样的准确性和可靠性。
同时，还要做好岩心样品的保存和保管，以便后续实验和分析。
只有这样，才能保证水稳层工程施工质量和工程设计的准确性。
第三讲 岩心钻探工艺
第三讲岩心钻探工艺第一部分：钻进基本知识一、钻孔结构1、定义：指由开孔至终孔，孔身口径及长度的变化。
亦即钻孔的技术剖面。
2、内容：包括钻孔口径、换径次数、下套管层数、管径、长度及换径深度、套管底部止水封固方法等。
3、要求：在保证钻孔质量和安全的前提下，尽可能采用优质泥浆、水泥浆或化学浆液护壁堵漏，力争少换径，少下或不下套管，最大限度地简化钻孔结构。
4、下套管的目的：隔离复杂地层。
5、在下列情况下，往往需要换径和下入套管：①钻进松散的砂砾石层、流砂层，受地下水影响泥浆护孔无效时。
②穿过较厚的节理裂隙发育的破碎带，坍塌掉块严重，采用泥浆或其它护孔方法无效时。
③钻孔遇到含水构造与大裂隙贯通，严重漏水，用其它方法止水无效时。
④钻孔达到一定深度后，为了适应设备负荷的能力可换径钻进。
6、钻孔结构的选择因素岩石性质、水文地质条件、终孔口径、钻孔深度、钻进方法、钻孔用途、护孔措施、施工设备等。
7、钻具级配：钻杆直径与钻孔直径（钻头直径）的配合关系。
它反映了孔壁间隙的大小，对钻杆的工作状态、冲洗液的流动、钻具回转阻力的大小都有重要影响。
二、钻进基本知识1、钻进方法：向地下钻孔时，破碎孔底岩石的方法和技术措施的总称。
2、钻探工艺：如何利用一定的设备和工具来破碎岩石（土层），在地层中造成一个有一定直径和深度的圆滑规则的钻孔，并采取一定的技术措施以保证钻进工作顺利进行的全部工作。
3、钻进方法分类①根据破碎岩石的外力和方式不同，分为回转钻进、冲击钻进和冲击回转钻进等；②根据碎岩工具（磨料的材质）不同，分为硬质合金钻进、钢粒钻进、金刚石钻进等；③根据冲洗循环方式不同，分为正循环、反循环和孔底局部反循环钻进。
④根据是否取心分为取心钻进和全面钻进。
4、如何选择钻进方法：主要根据岩石的物理机械性质选择钻进方法。
①软的和部分中硬岩层，选用硬质合金钻进；②部分中硬至硬的岩层，选用针状合金、金刚石复合片或钢粒钻进；③中硬至坚硬岩层，选用金刚石、钢粒或潜孔锤钻进。
岩心钻探工艺
岩心钻探工艺岩心钻探工艺一、前言钻探工程是获得地下蕴藏的真实地质资料（如岩、矿、地温、地下水等）和直接信息的一种技术。
通过钻探可对所取得的地质和矿产资源参数作出最终可靠的评价。
探矿工程包括钻探工程、坑探工程、矿产管理、安全技术等多方面的技术，其中以钻探工程的工作量为最大，作业范围也很广。
钻探工程包括钻进工艺和钻探设备两方面。
两者之中，以钻进工艺为主，钻探设备是实现钻进工艺要求的专业机械设备，它对钻进工艺具有重要的保证作用。
新中国成立后，百业待兴，党和政府十分重视地质勘探工作，1952年成立了地矿部，建立了探矿科研和设计机构，开展了钻探科学技术的研究和新设备的研制，建立了探矿机械厂和地质仪器厂，创建了地质院校，举办了专门训练班，培养了大批的钻探技术人才，成立了专业的地质队伍，钻探技术有了飞速的发展，技术水平不断提高。
钻探工作者不断努力辛勤劳动取得了卓越的成就，1956年3 月3 日至6 月22 日，我国第一口定向双筒井钻成；1963年人造金刚石研制成功，并用于制造金刚石钻头，开启了中国人造金刚石钻进的篇章；1974年6月，我国第一条钻井船——“勘探一号”，在黄海试钻成功，谱写了海上油气钻探的新篇章；1978 年我国第一条坐地式钻井船——“胜利一号”开始作业。
矿山勘探成果显着，有六十多种矿产取得了可供工业设计使用的储量。
先后建立了石油、煤炭、钢铁、有色金属、化工产品等大型矿产基地，形成了能源与原材料矿产品的强大供应系统，推动着我国工农业生产、国防科技、国民经济等蓬勃发展，国家日益强盛，人民生活水平不断提高，中国从此摘掉了一穷二白的贫穷帽子。
改革开放以来，由计划经济转向市场经济，钻探工作的服务领域发生了巨大变化，钻探技术迅速向水利、建筑基础工程、地质灾害防治、环境调查保护等诸多领域拓展。
钻探技术已经紧紧融入了我们的生活：建造高楼大厦需要钻探技术提供地层的承载力、边坡治理需要钻探技术锚固、桥基、坝址、水库、路基建设需要钻探技术提供支撑，地灾评估需要钻探技术提供依据，石油、天然气、矿产的勘探及开采需要钻探技术提供资料，开发地下热水、热能、坑道掘进指示孔、探气孔、深水孔、通风孔、投料孔、灌浆孔、避难孔以及建筑安装管线的钻孔等都离不开钻探技术，钻探技术的发展与一系列国计民生重大事业密切相连与国家繁荣富强息息相关。
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岩心钻探工艺
唇面状态与钻速
唇面状态
唇面状态
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钻速
钻速
钻压过小
0 时间
钻压适中
时间
钻压对钻速、钻头唇面状态的影响
岩心钻探工艺
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岩心钻探工艺
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岩心钻探工艺
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岩心钻探工艺
过度磨损 • 钻速过快（切入量大） • 钻压过大或转速过低 • 冲洗液流量过小 • 钻头胎体太软
Reference SPE paper 28908.
• Eliminating or reducing fishing operations costing from 10 to 50,000 USD per day
• Improving drilling efficiency: more footage per bit, less trips in and out.
3、提钻回灌（最好养成习惯）
4、提下钻过程中的阻力变化
5、操作要平稳（提下钻速度、钻杆的摆放等） 6、丝扣油、护丝接头、拧卸操作（浮动、自由钳、 上扣扭矩） 7、检查钻杆（丝扣、裂纹、弯曲、磨损、密封）
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岩心钻探工艺
取心操作
1、卡簧取心—卡簧尺寸（每次仔细测量、用上回 次岩心试验），卡簧自由内径应比钻头内径小0.3～ 0.5mm（岩心、煤炭规程） 2、采用立轴或动力头实现“提—卡—扭”，严禁 取心钻具的内管受力 3、绳索取心—钻具组装与调试（单动性、卡簧座 间隙、报信机构等）、投放到位、提升速度与阻力 （0.5m/s～2m/s）、钻杆内壁结垢、干孔投放等
Ø N1 +N2基本上都消耗在钻柱-井眼部分，对钻柱 和井壁构成危险
Ø 在一定的条件下，N1 +N2应该存在一个临界值， 保证钻柱和井壁的安全。
Ø 根据N1可以判断井下其它工况如井眼偏斜程度、 泥浆润滑性能等。
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岩心钻探工艺
钻杆、钻具
Ø 钻杆性能（最大扭矩—厂家测试数据、经 验数据）
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岩心钻探工艺
功率配备、功率消耗问题
• 钻进过程中，总功率都消耗在哪？
• 深孔钻机的动力机功率配备大，额定 输出扭矩大，浅部钻进时，易造成钻 杆超负荷使用
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更换动力机
岩心钻探工艺
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钻头克服水平摩阻力所需功率P1； 钻具在循环泥浆中自转所消耗的功率P2； 钻具反转时克服循环液阻力消耗的功率P3； 钻具克服孔壁摩阻力消耗功率P4； 钻具纵向振动消耗的功率P5； 钻具横向振动消耗功率及其他消耗功率P6。
During 20 minutes (150 to 1400 seconds) the WOB-Weight on Bit is increased from 6 to 8 tons,
causing two serious negative results. （3,800 meters ）
• the ROP-Rate of Penetration drops from an average of 12m/hr.
4、增大卡簧自由内径，防止岩心堵塞
5、液动锤技术（硬脆碎地层防止堵心）
6、压卡取心机构、活塞取心机构等（松软地层防止岩心脱 落）
7、三层管钻具（衬管为透明管或半合管）
8、提下钻速度慢而稳，减少压力激动
9、必须回灌
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岩心钻探工艺
打滑地层问题
1、优选钻头—胎体硬度、金刚石品级、粒度、浓 度、水口、唇面形状等
岩心钻探工艺
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岩心钻探工艺
钻机
机械 功率
井深 井斜
钻柱-井眼
钻头-岩石
屈曲 摩阻 振动
WOB RPM 冲洗液 地层情况
总功率消耗N= N1+N2+N3
Ø N1—钻柱空转功率消耗
取决于钻井深度、钻柱结构参数、井斜状态、井身结构、 泥浆性能和转速等。通过理论计算或实际测量而比较容易 获得。
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岩心钻探工艺
钻头性能评价
NBIT=N3/ROP
Ø N3-钻头与岩石之间的相互作用 Ø 在某一时段，可以假设钻头的性能和泥浆
性能变化很小 Ø 应取决于岩石性质和地层压力 Ø 当钻遇高压层时NBIT将明显减小 Ø 当钻头性能变坏时，NBIT将呈增加趋势
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岩心钻探工艺
对钻柱和井壁安全进行评价
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岩心钻探工艺
钻进工艺参数的优化
➢钻压 ➢转速 ➢流量
钻头唇面状态 地层孔壁状态
钻井液性能 孔底钻具状态
➢钻速 ➢扭矩 ➢振动
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岩心钻探工艺
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岩心钻探工艺
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岩心钻探工艺
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岩心钻探工艺
智能化钻井
Drilling Efficiency Improvements in Extended Wells Presented by Matthias Reich Leader Technical Services, Drilling Systems EH Drilling Engineering Association -Europe Third Quarter Meeting 1999
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岩心钻探工艺
实时优化决策
NROP=（N - N1）/ROP =（N2+N3）/ROP
Ø 代表了单位进尺所必须消耗的钻进能量（比能） Ø 在一定条件下，通过调节钻进规程参数、钻具组合或泥浆
性能，可以使NROP达到极小值 Ø 获得最好的钻进效果（钻进效率高、钻头寿命长、钻柱和
井壁安全、井眼轨迹偏斜小）
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岩心钻探工艺
FORDIA
9m/hr
6m/hr
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岩心钻探工艺
FORDIA
150RPI
250RPI
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• measured at a high sampling rate of 10 measurements per second,
• real time to visually display the "anomalies" on the driller's control monitor and on the Data Engineer's CRT Video.
岩心钻探工艺
设备
Ø 熟悉钻机、泥浆泵、钻塔、绳取绞车 等主要设备的性能、结构特点、工作 原理
Ø 仪器仪表配备齐全、正常 Ø 定期检查维护（润滑油、温升、振
动），严禁带病工作
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岩心钻探工艺
特别对深孔钻机，功率 与孔深的匹配问题？
设备
Ø 钻机—功率配备、转速、扭矩、加压力、提升力 Ø 泥浆泵—功率、流量、泵压 Ø 钻塔—额定载荷、最大载荷、高度等 Ø 绳取绞车—提升速度、提升力 Ø 仪器仪表—钻压、泵压、电压、电流等 （最好配备钻速、扭矩、流量、转速等）
Ø 钻杆弯曲、钻杆磨损 Ø 丝扣油、护丝接头、拧卸操作（浮动、自
由钳、上扣扭矩、密封性） Ø 钻具单动性、间隙调节、报信机构 Ø 卡簧匹配
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岩心钻探工艺
钻杆的动扭矩（惯 性转矩） 问题
深孔中高速旋转的钻杆 在遇到卡钻时，会产生 较大的动扭矩，造成钻 杆过载或折断。
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岩心钻探工艺
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岩心钻探工艺
复杂地层问题
松散软、硬脆碎、水敏地层等 怕振动、怕冲刷、怕磨损
Ø 孔壁稳定（漏失、缩径扩径、坍塌掉块等） Ø 取心率低（堵心、磨心、脱心） Ø 孔内事故（断钻、卡钻、埋钻）
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岩心钻探工艺
复杂地层钻进关键技术措施
1、钻井液技术 2、套管程序设计
3、非标钻头（钻头外径适当增大、底喷钻头等）
岩心钻探工艺
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2020/11/11
岩心钻探工艺
关键环节
Ø 钻探技术方案设计 Ø 安全（设备、孔内、人员） Ø 钻进速度、回次长度 Ø 钻井液技术 Ø 钻进工艺参数（钻压、转速、流量） Ø 钻头选型及使用 Ø 操作经验、岗位责任 Ø 认真学习并遵守《2011钻探规程》
人为 事故 地层
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Ø N2—附加功率消耗
Ø 施加钻压后（下部钻柱发生屈曲而接触井壁，产生摩
擦阻力并引发各种振动）所造成的。主要由钻压、转速、 钻具结构、泥浆性能和井壁状况等因素决定，特别是钻进 规程参数和振动规程的强弱对其影响很大。理论计算或实 际测量都有一定难度。
Ø N3—井底钻头破碎岩石所消耗的功率
主要取决于钻头性能和所钻地层的性质。
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最大比压 <1500N/cm2
岩心钻探工艺
Boart Longyear
The common recommendation
Ø200 - 250 RPI （转/英寸） [80 -100 RPC（转/厘米）]
换算为定切入量 Ø0.1-0.125 毫米/转
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岩心钻探工艺
定切入量钻进
煤炭地质钻探规程 岩心钻探规程
表11 管材磨损和弯曲最大允许限度
单位为毫米
钻进方法
钻
杆
岩心管
直径单边磨损
直径均匀磨损
任意每米长度 弯曲
磨损为壁 厚
每米弯曲
硬质合金钻进
<2
<3
<3
<1/3
<2
金刚石钻进
<2
<3
<1