钻探工程复习资料2

钻探工程复习资料钻探工程:I为获取地质资料而进行的所有钻探工作的总称。

钻探工程的特征：1隐蔽性；2不可预测性；3具有一定的约束条件; 4具有生命周期。

钻探工程的定义：为探明地下资源、地质条件、以及其它目的（地下水开采、工程施工等）而使用一定的工具，在地壳内按照一定的工艺技术破碎岩石形成钻孔的整个施工工程。

钻孔：由以找矿普查、详查、勘探以及工程地质勘查、施工、石油钻井等不同用途的钻孔工程共同构成，钻孔的特征：〔1直径小；2深度大；3有开孔及终孔直径要求; 4孔深由目的层的埋藏深度确定；5有明确的目的性。

钻孔的的定义：是指根据地质条件或工作要求，在岩石中开凿的圆形断面空间。

钻探工程技术的应用：1勘察领域：以探为主，如矿产勘探钻探、水文地质钻探、工程地质钻探。

2生产领域：油井、水井、盐井等。

3施工领域：用于各项岩土工程施工和处理，如桩孔、注浆孔等。

钻探工程施工的阶段包括：钻进前准备、钻进过程和终孔三个阶段。

钻进的主要工序包括：①钻进破碎岩石② 取芯排粉③升降钻具④加固井壁⑤测试工作。

钻探工程分类：一；地质钻探1普查找矿钻探：为了探查表土层下基岩的性质、产状探明地质构造而进行的钻探；2勘探钻探：为了进一步了解地质构造，矿层埋藏深度、产状及矿层的品位而进行的钻探；3水文地质钻探：为探明地下水的埋藏、流动规律、水质、水量及水温等水文地质规律为目的的钻探；4工程地质钻探：为探明某些建筑工程的地下基础及地基的承载力而进行的钻探。

5石油天然气钻探：为勘探石油、天然气等矿层而进行的钻探。

二;开采矿产资源钻探三；工程施工钻探。

油、气勘探和开采的钻孔深度较大，一般在4000-5000米。

研究地壳科学的超深井，深度已超过10000米。

勘探钻孔的直径勘探钻孔的直径一般为76-146mm,但特殊用途的钻孔直径可达5000mm根据钻孔中心线的倾角和方位角，地表钻探可以分为垂直钻孔钻进、倾斜钻孔钻进和水平钻孔钻进|冲洗液循环方式分类11冲洗液正循环钻进，2冲洗液反循环钻进。

岩石的物理性质：在岩石生成过程中形成的岩石的基本性质。

1岩石的密度；2岩石的孔隙性；3岩石的软化性；4含水性和透水性；5松散性和流散性6岩石的稳定性。

|岩石的力学性质：〔岩石在机械外力作用下所表现出来的力学特征。

岩石的力学性质：〔1强度：岩石单位面积上所能承受的极限载荷值。

影响因素；① 自然因素；②工艺因素。

2硬度：岩石局部范围的软硬程度。

影响因素；①石英颗粒；②各向异性；③载荷性质。

3研磨性；岩石磨损工具的能力。

影响因素；①矿物成分和结构；②岩石的力学性质。

岩石研磨性的测定方法：①钻磨法；②磨削法；③微钻头钻进法；④标准圆盘磨损法。

岩石的可钻性：定义；在一定钻进方法下岩石抵抗破碎的能力。

分级；六类，12级。

岩石的可钻性分级方法：1力学性质指标法；2实际钻进速度法；3破碎比功法。

钻探设备:1 |定义：钻孔施工所使用的全部地面设备的总称。

①钻机：驱动、控制钻具钻进，并能升降钻具的机械。

②钻机| 的技术特性参数：基本参数；主要参数；一般参数。

一2""泥浆泵：指在钻探过程中, 向钻孔输送泥浆或水等冲洗介质的机械。

泥浆泵的主要作用① 由泥浆泵向孔内输送不同冲洗介质，以冷却钻头、净化孔底、维护孔壁、携带或悬浮岩粉。

②由泥浆泵向孔内输送水泥等灌浆材料，以堵塞钻孔漏失或封孔。

③在使用孔底发动机钻进时，用泥浆泵将冲洗液介质输入孔内井底液动机，以液力驱动孔底发动机工作，以实现冲击回转钻进或定向钻进等。

① 往复式泥浆泵；②螺杆泵:3 I动力机:①；柴油机；②电动机；③型号和功力选择；4钻机的类别：①岩心钻机；②砂矿钻机；③水文钻机；④工程钻机；⑤坑内钻机；⑥浅孔钻机；地热钻机。

5 |钻机的类别代号：X:岩心；SZ:砂钻；S:水文；G: 工程；K:坑道；Q:浅钻；R:地热；6 ［钻 |机的第一特征代号：① Y:液压操纵机械传动；②D:全液压动力头；③ P:转盘； |钻机的第二特征代号：①C:车装；②S: 散装。

钻机的钻进方法：①冲击式；②回转式；③振动式；④复合式。

|钻机的基本组成：①液压传动系统；②回转机构；③给进机构；④升降机构；⑤传动变速机构；⑥机架。

钻进工具：1钻头：按切削具材料：| :①金刚石；②硬质合金；③钢粒。

建设项目有无必要；2 |按钻头用途：①取心钻头；② 全面钻进钻头；③事故钻头。

3岩心提断器；4岩心管：壁厚 3.5-4mm的无缝钢管制成；长度一般为 1.5m,3m,4.5m,其外径比所连接的钻头小1 —4mm 5套管；6异径接头；7钻杆：常用的规格42mm 50mm63.5mm等；8主动钻杆；9水接头；10钻铤。

|钻探用动力驱动装置：①电动机；②柴油机。

驱动形式①单独驱动;.②联合驱动。

钻孑L的质量要求：〔一：岩|（矿）心采取率与整^（1）地质要求取心的地层、钻孔平均岩心采取率不得低于65% （2）矿矿化带重要标志层及矿层与矿层顶板各3—5米不得低于75% （岩金矿80%）。

（3）可采的薄矿层（厚度不小于4―― 5m ,每层平均采取率不低于75，厚％度较大的矿层从矿层顶板开始每 5 m或10m的平均采取率不低于75% （岩金矿80%）。

（4）取岀的岩（矿）心，应洗净后自上而下按次序装箱，不得颠倒或任意拉长，岩心应按规定编号，每回次应填放岩心票（包括没有岩心的回次），岩心箱应进行编号，箱子规格要符合要求且结实。

二:钻孔弯曲与测量间距（1）垂直孔允许每100m弯曲20斜孔每100m弯曲30,按孔深累计计算。

（2）方位角偏差，在设计时与地矿部门商定，一般不超过勘探网1/3 —1/4。

（3）测量间距，实测顶角小于50时，每钻进50m测一次顶角和方位。

（4）磁性矿区要用防磁测斜方法。

（5）终孔测斜，地质编录员应在现场监测。

三：|简易水文观测（1）在以清水为冲洗液的钻孔中每班至少要测1-2次孔内水位，未下好孔口管的孔段好泥浆钻进的钻孔可以不测。

（2）每次观测应在提钻后、下钻前各观察一次，其间隔时间应大于3min. （3）钻进时遇有涌水、漏水、溶洞等现象应及时记录其孔深。

四：孔深误差的测量与校正（1）每钻进100m、进岀矿含层（矿层小于5m只测一次）、终孔后均要进行一次孔深测量，误差小于1 %。

者可不修正孔深。

（2）测量要使用经过校正的钢尺。

（3 ）见矿与终孔校正，地质编录员应在现场监测。

五：原始班报表（| 1）要在现场用钢笔及时填写，要真实准确。

（2）交接班班长和机长要亲笔签字，不得代签。

（3）要整洁，终孔后装订成册。

六：封孔厂1）要有封孔通知书和封孔设计书。

（2）要用32 • 5以上未过期的水泥水灰比要符合要求。

（3）每封完一层要在封孔段顶部取水泥样验证。

（4）要立孔口标志。

钻探施工过程1:钻进前准备；2:钻进过—3:终孔。

|影响硬质合金钻进效率的主要因素：岩石的性质、硬质合金钻头的质量、钻进时操作技术和钻进规程等。

硬质合金钻进的优点：在软岩及中硬岩石中钻进效率高，钻进质量好，钻探材料消耗少，成本底，钻进操作简便，钻进方法灵活，应用范围广泛。

钻探用硬质合金：1成分（（1）骨架材料碳化钨；（2）粘接剂钻。

2含量（1）碳化钨含量越高，硬度、耐磨性越大；反之，越低；（2）粘接剂钻含量越高，抗弯强度和抗冲击韧性越大，反之越小。

3 |粒度在成分相同的硬质合金中，碳化钨的颗粒越细，则硬度越大，耐磨性能增高；反之，抗弯强度提高，韧性增加。

硬质合金钻头：1磨锐式钻头；2自磨式钻头。

肋骨式钻头主要用来钻进遇水膨胀、塑性大的软岩层。

合金钻头的结构要素：］（1）钻头体；（2）合金数目；（3）合金出刃；（4）合金排列方式：一般单环排列钻头适用于研磨性小的岩石；双环排列钻头适用于研磨性不大、中等硬度的岩石；多环排列钻头适用于坚硬、耐磨性大或节理裂隙发育的岩石。

（5）切削具的镶焊角：①正前角斜镶。

一般正前角为5° -13 °，切削性能较好，排除岩粉容易，但后角较小，后刃与岩石接触面积大，压入岩石阻力大，一般适用于钻进较软塑性地层。

②负前角斜镶。

一般负前角10 ° -15 °能保持切削具有最大刃尖角，后角大，压入阻力较小，磨损断面增长较慢，支撑性能好，不容易折断及崩刃，能承受很大轴向压力，但前角为负值，不利于排粉，一般适用于钻进硬的岩石，有裂隙地层，软硬不均或研磨性的地层。

③ 直角正镶。

前角等于零，切削、耐磨、支撑和排粉介于上述两种形式之间，一般适用于钻进软到中硬岩层。

⑹水口及水槽：硬质合金钻头上的水槽一般深为1.5-2mm，宽7-10mm。

硬质合金钻进技术丁：最优钻进规程是在一定条件下，能达到最好钻—的钻进参数值。

二：强力钻进规程是指钻进时所采用的比一般最优钻进规程值高的钻进规程值。

三：特殊钻进规程是为了某些特殊目的和要求而采取的特殊规程或受限制的规程值。

合金钻进钻压的表示方式：| 1 :单位钻压；每颗硬质合金上的压力;―2 :总钻压；整个钻头所加的压力。

合金钻进转速的表示方式。

1：转速：是指钻头回转时的圆周线速度；2转数：是指钻头每分钟的转动次数。

3转数与钻速的关系是：n= 60v/ 3 • 14D。

硬质合金钻进规程:1硬质合金适用于钻进1-6级及部分的7-8级岩层；2必须排队轮换使用；先用外径大内径小的；后用外径小内径大的。

3孔内残留岩心在0 • 5M以上或有脱落岩心时，不得下入新钻头。

4新钻头下入孔内经过3-5min的初磨。

5正常钻进时，保持压力均匀，不得无故提动钻具。

6在非均质的裂隙地层中，要适当降低压力，以防止合金崩刃。

7合理掌握回次进尺长度，以保证岩矿心采取率。

8不能用钢粒作卡料，防止钻头被人为损坏。

9注意钻头磨损及岩心变化情况，以便制定下回次的钻进参数。

金刚石钻进的优越性：①钻进效率高，在岩石愈硬的地层，钻进效率提高的幅度愈大。

②钻孔质量好，岩心采取率比较高，而且岩心完整、光滑。

③孔内事故少、应用范围广。

④装备轻、劳动强度低、钻探成本小。

金刚石钻进扩孔器的功用：①修整孔壁，保证孔壁光滑整齐、孔径均匀，不因钻头磨损而缩小。

②导正钻头，保持其稳定工作。

③分担钻头外侧刃的工作量，既保证了足够的孔壁间隙，又使钻头外岀刃不太大。

表镶金刚石：|单颗粒金刚石破碎岩石的作用原理：①在硬岩中，压裂、压碎加体积破碎为主；剪切破碎为辅；②在破碎塑性大的硬及中硬岩石中，以切屑破碎为主，压裂为辅；孕镶金刚石：|破碎岩石的作用原理：多刀多刃，刻划蚀痕，微切削，微压裂压碎。

金刚石的物理性质：|硬而耐磨，脆而怕烧。

金刚石的粒度直径大于 1 mm：的金刚石通常以粒/克拉表示；用于表镶钻头；进一步划分为：粗粒5-20粒/克拉，中粒20-40 粒/克拉，细粒40-100粒/克拉；细粒钻头适用于钻进致密、坚硬地层。