现代钻探技术PPT课件
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一、钻探施工过程
1、钻孔的概念
钻孔是从地表(或坑道中)向岩石中开凿的圆形断 面的空间，一般具有较小的直径和较大的深度。直径 在25～500mm之间，称为钻孔。钻孔的深度从数厘米 到数千米，目前的钻孔深度已超过10000m。
钻孔包括孔口、孔底、孔壁。
24.05.2020
.
1
一、钻探施工过程
2、钻探施工的主要工序
24.05.2020
.
7
第二章 岩心钻探设备
第一节 钻机 第二节 泥浆泵 第三节 动力机 第四节 钻塔及其附属设备
24.05.2020
.
8
第一节 钻 机
一、钻探工艺对钻机功能的基本要求
1、提供使钻杆柱及碎岩钻具(钻头)破岩所需的回转动力； 2、提供钻具克入岩石的压力，并能调节； 3、具有起下钻具的能力。
单晶
柱状
人造金刚石
聚晶(PCD)
Baidu Nhomakorabea
微粉
三角状
复合片(PDC)
图1.2 丛状布孔
24.05.2020
图1.3 多井筒布孔 图1.4 多孔底布孔
.
4
二、钻探工程的应用范围和分类
(一)钻探方法的分类
6、根据破岩形式分类 (1)物理方法破岩：①高温（1400℃～3500℃）、高压
（200~250MPａ）破岩；②用超声波和低声波破岩； ③用爆破、高压水射流等方法破岩。 (2)化学方法破岩：此法使用较少，如溶解、软化岩石 等。 (3)机械方法破岩：使用最为广泛，其分类如图1.5所示。
钻孔结构是由孔口、 孔深、孔壁等要素组成。
在实际钻进中遇特殊 情况，可适当调整钻孔的 结构，但应满足地质或工 程要求。右图5-2为常见的 钻孔结构图，有的仅下孔 口管，有的可能还下几层 套管。
图5-2 钻孔结构图
24.05.2020
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20
二、硬质合金钻头
24.05.2020
图6-9 阶梯高肋骨钻头示意图
24.05.2020
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14
带普通手摇辘的三脚架
24.05.2020
.
15
四角钻塔
1-上部工作面活动棚顶；2-上部工作面； 3-活动棚顶；4-玻璃窗；5-塔外安全挂梯
两脚轻便钻塔
1-下主腿；2-中主腿；3-上主腿；4-副腿；5-天车帽；6-天轮； 7-天轮轴；8-绷绳；9-塔衣绷绳；10-活动工作台
2、根据钻孔用途分类——按钻探的应用范围分出相应 类型。
3、根据钻孔中心线的倾角和方位角分类——垂直孔(上、 下垂)、下斜孔、上仰孔、水平孔。
4、根据钻孔位置的分类——地表钻探、水上(河、湖、 海)钻探、地下坑道钻探。
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二、钻探工程的应用范围和分类
(一)钻探方法的分类
5、根据钻孔布置方法分类——丛状钻探 (图1.2)、多井 筒钻探(图1.3)、多孔底钻探 (图1.4)。
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16
桅杆的结构及竖立形式
a-整体竖立式；b-折叠式；c-伸缩式
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角钢四脚斜塔结构示意图
17
一、钻进工具
钻进工具常指水接 头、主动钻杆、钻杆、 钻铤、液动(风动)冲击 器、岩心管、扩孔器、 异径接头、取粉管、套 管、钻头等。右图为钻 具在孔底的连接情况。
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图6-10 燕尾补强钻头示意图
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21
二、硬质合金钻头
图6-11 排状硬质合金自磨式钻头示意图
24.05.2020
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22
二、硬质合金钻头
(二)全面钻头
1、三翼刮刀全面钻头 (图6-12)
2、矛式全面钻头(图6-13)
图6-12 翼片全面钻头
24.05.2020
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23
二、硬质合金钻头
图6-13 矛式全面钻头
钻进按下列工序进行： 用升降机把钻具下入孔内； 连接好所有接头，开泵； 给钻具加压，并带动其回转，破碎岩石； 提钻取心或更换钻具； 下钻继续钻进； 钻进一段时间后及时测斜； 提出全套钻具，停钻； 封孔。
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2
二、钻探工程的应用范围和分类
(一)钻探方法的分类
1、根据钻进时取心的特点分类——岩心钻探和不取心 (无岩心、无心、全面)钻探。
二、钻机的类型
用于岩心钻探的钻机分为：机械式钻机(包括立轴式钻机 和转盘钻机)、全液压钻机。
当然还有旋挖钻机、车装钻机、履带式钻机。
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XY-4型立轴式岩心钻机
GPS—15型转盘式钻机
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G-3
型 全 液 压 钻 机
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全液压坑道钻机
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硬 质 合 金 钎 头
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球齿状硬质合金全面钻头 （潜孔锤钻进用）
硬质合金镶齿三牙轮钻头
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26
第一节 概 述
一、金刚石
天然金刚石
按晶形、杂质含量、粒度分为首饰级和 工业级金刚石。按品种和用途共分9个等
金刚石
级，地质钻探用为第9级
11
旋挖钻机
旋 挖 钻 机
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12
车 装 钻 机
履带式跟管钻机
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13
一、钻塔
3、钻探的类型
按制造钻塔的材质分类 金属钻塔 木质钻塔
按钻塔的构造分类 三角钻塔 四角钻塔 两脚轻便钻塔 桅杆式钻塔
二、钻塔的附属设备
天车 游动滑车 提引钢丝绳 梯道 安全栏杆或土电梯 简易场房 防雨天棚盖 避雷针
.
孔 内 钻 具 连 接 情 况 示 意 图
18
1-钻头； 2-提断外壳； 3-提断弹簧； 4-岩心管； 5-异径接头； 6-钻杆
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金刚石钻进用的岩心钻具
.
1-钻粒钻头； 2-岩心管； 3-异径接头； 4-岩粉管； 5-钻杆
钻粒钻进用的岩心钻具
19
第二节 开孔工作
一、钻孔的结构及其选择
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5
二、钻探工程的应用范围和分类
(一)钻探方法的分类 7、根据钻进使用的冲洗液分类 清水钻进； 乳化液钻进； 泥浆钻进(含加重泥浆)； 饱和盐溶液钻进(钻盐井，以防溶解岩心和孔壁)； 空气钻进； 泡沫钻进； 雾化钻进； 充气泥浆钻进(降低泥浆比重，以防漏失)。
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二、钻探工程的应用范围 和分类
(一)钻探方法的分类
8、根据冲洗液循环方式分类
冲洗液正 循环钻进
冲洗液反 循环钻进
全孔反循 环钻进
孔底局部反 循环钻进
钻孔冲洗液的循环方式
图1.5 钻孔冲洗液的循环方式
示意图如图1.5所示。
a-全孔正循环；b-全孔反循环；c-孔底局部反 循环.1-来自泵；2-往冲洗液沉淀系统
1、钻孔的概念
钻孔是从地表(或坑道中)向岩石中开凿的圆形断 面的空间，一般具有较小的直径和较大的深度。直径 在25～500mm之间，称为钻孔。钻孔的深度从数厘米 到数千米，目前的钻孔深度已超过10000m。
钻孔包括孔口、孔底、孔壁。
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一、钻探施工过程
2、钻探施工的主要工序
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第二章 岩心钻探设备
第一节 钻机 第二节 泥浆泵 第三节 动力机 第四节 钻塔及其附属设备
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第一节 钻 机
一、钻探工艺对钻机功能的基本要求
1、提供使钻杆柱及碎岩钻具(钻头)破岩所需的回转动力； 2、提供钻具克入岩石的压力，并能调节； 3、具有起下钻具的能力。
单晶
柱状
人造金刚石
聚晶(PCD)
Baidu Nhomakorabea
微粉
三角状
复合片(PDC)
图1.2 丛状布孔
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图1.3 多井筒布孔 图1.4 多孔底布孔
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二、钻探工程的应用范围和分类
(一)钻探方法的分类
6、根据破岩形式分类 (1)物理方法破岩：①高温（1400℃～3500℃）、高压
（200~250MPａ）破岩；②用超声波和低声波破岩； ③用爆破、高压水射流等方法破岩。 (2)化学方法破岩：此法使用较少，如溶解、软化岩石 等。 (3)机械方法破岩：使用最为广泛，其分类如图1.5所示。
钻孔结构是由孔口、 孔深、孔壁等要素组成。
在实际钻进中遇特殊 情况，可适当调整钻孔的 结构，但应满足地质或工 程要求。右图5-2为常见的 钻孔结构图，有的仅下孔 口管，有的可能还下几层 套管。
图5-2 钻孔结构图
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二、硬质合金钻头
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图6-9 阶梯高肋骨钻头示意图
24.05.2020
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带普通手摇辘的三脚架
24.05.2020
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四角钻塔
1-上部工作面活动棚顶；2-上部工作面； 3-活动棚顶；4-玻璃窗；5-塔外安全挂梯
两脚轻便钻塔
1-下主腿；2-中主腿；3-上主腿；4-副腿；5-天车帽；6-天轮； 7-天轮轴；8-绷绳；9-塔衣绷绳；10-活动工作台
2、根据钻孔用途分类——按钻探的应用范围分出相应 类型。
3、根据钻孔中心线的倾角和方位角分类——垂直孔(上、 下垂)、下斜孔、上仰孔、水平孔。
4、根据钻孔位置的分类——地表钻探、水上(河、湖、 海)钻探、地下坑道钻探。
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二、钻探工程的应用范围和分类
(一)钻探方法的分类
5、根据钻孔布置方法分类——丛状钻探 (图1.2)、多井 筒钻探(图1.3)、多孔底钻探 (图1.4)。
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桅杆的结构及竖立形式
a-整体竖立式；b-折叠式；c-伸缩式
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角钢四脚斜塔结构示意图
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一、钻进工具
钻进工具常指水接 头、主动钻杆、钻杆、 钻铤、液动(风动)冲击 器、岩心管、扩孔器、 异径接头、取粉管、套 管、钻头等。右图为钻 具在孔底的连接情况。
24.05.2020
图6-10 燕尾补强钻头示意图
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21
二、硬质合金钻头
图6-11 排状硬质合金自磨式钻头示意图
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二、硬质合金钻头
(二)全面钻头
1、三翼刮刀全面钻头 (图6-12)
2、矛式全面钻头(图6-13)
图6-12 翼片全面钻头
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二、硬质合金钻头
图6-13 矛式全面钻头
钻进按下列工序进行： 用升降机把钻具下入孔内； 连接好所有接头，开泵； 给钻具加压，并带动其回转，破碎岩石； 提钻取心或更换钻具； 下钻继续钻进； 钻进一段时间后及时测斜； 提出全套钻具，停钻； 封孔。
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二、钻探工程的应用范围和分类
(一)钻探方法的分类
1、根据钻进时取心的特点分类——岩心钻探和不取心 (无岩心、无心、全面)钻探。
二、钻机的类型
用于岩心钻探的钻机分为：机械式钻机(包括立轴式钻机 和转盘钻机)、全液压钻机。
当然还有旋挖钻机、车装钻机、履带式钻机。
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XY-4型立轴式岩心钻机
GPS—15型转盘式钻机
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型 全 液 压 钻 机
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全液压坑道钻机
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硬 质 合 金 钎 头
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球齿状硬质合金全面钻头 （潜孔锤钻进用）
硬质合金镶齿三牙轮钻头
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第一节 概 述
一、金刚石
天然金刚石
按晶形、杂质含量、粒度分为首饰级和 工业级金刚石。按品种和用途共分9个等
金刚石
级，地质钻探用为第9级
11
旋挖钻机
旋 挖 钻 机
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车 装 钻 机
履带式跟管钻机
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一、钻塔
3、钻探的类型
按制造钻塔的材质分类 金属钻塔 木质钻塔
按钻塔的构造分类 三角钻塔 四角钻塔 两脚轻便钻塔 桅杆式钻塔
二、钻塔的附属设备
天车 游动滑车 提引钢丝绳 梯道 安全栏杆或土电梯 简易场房 防雨天棚盖 避雷针
.
孔 内 钻 具 连 接 情 况 示 意 图
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1-钻头； 2-提断外壳； 3-提断弹簧； 4-岩心管； 5-异径接头； 6-钻杆
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金刚石钻进用的岩心钻具
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1-钻粒钻头； 2-岩心管； 3-异径接头； 4-岩粉管； 5-钻杆
钻粒钻进用的岩心钻具
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第二节 开孔工作
一、钻孔的结构及其选择
24.05.2020
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二、钻探工程的应用范围和分类
(一)钻探方法的分类 7、根据钻进使用的冲洗液分类 清水钻进； 乳化液钻进； 泥浆钻进(含加重泥浆)； 饱和盐溶液钻进(钻盐井，以防溶解岩心和孔壁)； 空气钻进； 泡沫钻进； 雾化钻进； 充气泥浆钻进(降低泥浆比重，以防漏失)。
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二、钻探工程的应用范围 和分类
(一)钻探方法的分类
8、根据冲洗液循环方式分类
冲洗液正 循环钻进
冲洗液反 循环钻进
全孔反循 环钻进
孔底局部反 循环钻进
钻孔冲洗液的循环方式
图1.5 钻孔冲洗液的循环方式
示意图如图1.5所示。
a-全孔正循环；b-全孔反循环；c-孔底局部反 循环.1-来自泵；2-往冲洗液沉淀系统