岩土钻探工程

１、设计阶段
确定钻孔结构；选择设备、工具、管材；制定工 艺措施；预算台效；制定安全措施；人员组织与 管理。
２、施工阶段
施工准备（修路、机场平整、安装水电等设备） 开孔→正常钻进→终孔
３、结束阶段
封孔；拆迁；资料统计、对比、总结
四、钻探技术发展现状 Drilling technical development 钻进过程中主要解决的技术问题：
四、钻探技术发展现状 Drilling technical development 3、取芯方法 Sampling methods 、
单动双层岩芯管 Single tube core barrel Double tubes core barrel
水力输送岩芯管 Center sample recovery (CSR)
二、现代钻探发展分类 Drilling classification
固体矿产地质钻探 Solid mineral drilling 油气钻探 Oil and gas drilling 水井、 水井、地热钻探 Water well drilling and geothermal drilling 工程地质与水文地质钻探 Engineering geological drilling 工程施工钻 Civil engineering drilling 特殊钻探 Special drilling
钻探工程包括工艺 设备 工艺和设备 工艺 两者之间以钻进工艺 钻进工艺为主 钻进工艺 钻探设备服从于钻进工艺要求的专业机械设备 钻探设备 钻探工艺是钻探工程中的一项主导性技术 钻探工艺
七、几个基本概念
2、技术经济指标 Economic-technical index
（１）台月和台月数 台月 rig-month： 一个成建制的机台，生产时间达一个月 （按720小时计算）为一个台月。 台月数 amount of rig-month: 计入台月的时间（小时）除以720小时， 为台月数。
一个月时间用于基本工序T、辅助工序T1、非生产 工序T2
七、几个基本概念
３、钻孔结构 Hole structure
钻孔结构是指构成 钻孔剖面的技术要 素，它包括： 总孔总深度 各孔段直径和深度 套管或井管的直径 和长度，下放深度 和灌浆部位。
七、几个基本概念
４、岩石可钻性 Rock drillability
四、钻探技术发展现状 Drilling technical development １、钻进方法 Drilling methods
金刚石钻进 Diamond drilling 表镶钻头 Surface set diamond bit 孕镶钻头 Impregnated diamond bit
绳索取芯钻进 Wire-line coring drilling
岩石可钻性是指岩石被碎岩工具钻碎的难易程度。 岩石可钻性指数 Drillability index of rock 在一定方法和条件下确定的岩石可钻性的相对值。 主要分级观点： Ａ、岩石力学性质评价 岩石力学性质评价 Ｃ、用微钻速度评价 用微钻速度评价 Ｂ、用实钻速度评价 用实钻速度评价 Ｄ、用碎岩比功评价 用碎岩比功评价
——深井钻凿的历史开始
李冰劈山凿井，自贡井盐。 李冰劈山凿井，自贡井盐。
公元前２５０年左右，李 冰为蜀郡太守，是一个水 利和凿井专家。建造都江 堰，大兴水利，组织百姓 开凿盐井。
飞沙堰溢洪道
安澜索桥
飞沙堰
二王庙
一、钻探历史
3、古代深井阶段 （1041-1368） 、 ）
——现代盐井、油井、气井的雏形
一、钻探历史
钻探发展经历的几个历史阶段： 钻探发展经历的几个历史阶段： 1、传说时代的古井（四五千年以前的史前时期） 、传说时代的古井（四五千年以前的史前时期） 2、井盐钻探（公元前 世纪） 世纪） 、井盐钻探（公元前2-3世纪 3、古代深井阶段（ 1041-1368 ） 、古代深井阶段（ 4、近代深井阶段 （ 1369-1911 ） 、 5、现代机器钻进阶段 （ 1911- ） 、
主要参考书
中文期刊 探矿工程、西部探矿工程、地质 与勘探、煤田地质与勘探 国外钻井技术、石油钻采工艺、石油钻探技 术、矿大学报、地大学报、石油大学学报、 吉林大学学报等 外文期刊 Drilling Industrial Diamond Review IDR Mining Journal 有关会议论文集
工程地质与水文地质钻探
▲土木建筑基础工程钻探 ▲市政工程建设 ▲道路、隧道交通工程 ▲港口建设工程 ▲地质灾害治理工程 ▲软弱地基改造处理 ▲水利、水电工程 ▲考古群勘察 ▲地下大型建筑物勘察 ▲军事特殊工程
特殊钻探
地下核爆破钻探 极地取样 星球钻探
三、钻探工作的内容 Drilling main work
七、几个基本概念
１、探矿工程 Exploration engineering 探矿工程地质勘探的重要手段， 是获得直接的、真实的地质资料的必要手段， 是勘探工作不可缺少的一环， 是对矿产资源做出最终评价的依据。
探矿工程内容包括： 探矿工程内容包括：
钻探工程 Exploration drilling engineering 坑探工程 Exploration tunelling engineering 槽探工程 Exploration treching engineering 矿产管理 安全技术
四、钻探技术发展现状 Drilling technical development 4、孔斜方面 Hole deviation and surveying 、
陀螺仪测量 Gyro surveying 孔底动力机 Down-hole motor 人工定向钻探 Directional drilling 随钻测量 Measurement while drilling 计算机应用 Computer aids drilling
七、几个基本概念
2、技术经济指标 Economic-technical index
（２）机械钻速 rate of penetration 机械钻速（vm）： 单位纯钻进时间内所钻钻孔的进尺量。
பைடு நூலகம்
h vm = t1
h—钻孔进尺； t1 —纯钻进时间。
机械钻速反映碎岩方法、所钻岩石性质， 所用钻进工艺技术状况的一个指标。
七、几个基本概念
2、技术经济指标 Economic-technical index （３）经济钻速 meterage per rig-month 经济钻速（vE）： 表示一台工作钻机在一个月期间内钻孔进尺量。
Hm vE = (t1 + T + T1 + T2 ) m
Hm ——月进尺； m ——月内台班数。
岩土钻探工程
Exploration Drilling Engineering
2011年2月 年 月
本课程主要讲述内容
• 绪论 • 钻探工艺
岩芯钻探钻具 钻进方法 岩矿芯采取 特种取芯方法 钻孔弯曲及其测量
绪论
★钻探历史 ★现代钻探发展分类 ★钻探工作内容 ★钻探技术发展现状 本课程性质、目的、 ★本课程性质、目的、参考书 ★几个基本概念
破碎岩石、清理岩屑、采取岩矿芯、保护孔壁 １、钻进方法 Drilling methods
冲击回转钻进 Percussive-rotary drilling 金刚石钻进 Diamond drilling
硬质合金钻进 Tungsten-carbide drilling 钻粒钻进 Shot drilling
一、钻探历史
Drilling history
三国时期 战国时期 东汉时期 隋朝时期
四大发明： 四大发明：火 药 Powder 指南针 Compass 造 纸 Papermaking 印刷术 Printing 五大发明： 五大发明：钻 探 Drilling
钻探是我国公元前254年(秦昭王时代)的一项伟大发 明，对我国政治经济文化产生了很大的影响。 这一发明于17世纪传入西方。
一、钻探历史
4、近代深井阶段 （1369-1911） 、 ）
严密的钻井工序、选井位、下导管、开钻、 严密的钻井工序、选井位、下导管、开钻、 事故处理、堵漏等。 事故处理、堵漏等。
一、钻探历史
5、现代机器钻进阶段 （1911-） 、 ）
机械化生产、质量管理、技术革新、 机械化生产、质量管理、技术革新、 创造发明、 科学钻探、 信息化等。 创造发明、 科学钻探、 信息化等。
主要参考书
李世忠 钻探工艺学 地质出版社 马植侃 钻探工程学 中国矿大出版社 郭绍什 钻探手册 中国地大出版社 探矿工程科技进步100例 地质出版社 赵庆波 煤层气地质与勘探技术 石油工业出版社 苏义脑 井下控制工程学研究进展 石油工业出版社 苏义脑 螺杆钻具研究及应用 石油工业出版社 王亚伟等 分枝井钻井完井技术 石油工业出版社
北宋卓筒井， 北宋卓筒井，小口径深井
卓筒井是一种井 眼“如碗大”， 深数十丈的盐井。 大口浅井→小口深井 表明我国古代钻井工 艺向前飞跃了一大步
开井口
下石圈
锉大口
扇 泥
下木柱
锉小口
古代钻头
各类井架模型
修、治井工具
打捞落物模型
燊海井模拟 人们可看到凿井的碓架和井 场的设备，体会到凿井的艰 辛与人力钻进上千米的不易。 正是用这样的方法，自贡盐 工却开凿出了世界第一口超 千米深井，为人类 的文明 和进步写下了光彩照人的一 页。正是用这种方法，盐工 们在自贡这块土地上钻凿出 13000多口盐井，昔日古盐 都百里盐场的繁荣景象是不 难想象的。
复合片钻头 PDC bit
四、钻探技术发展现状 Drilling technical development
２、护壁堵漏 Hole wall protection and loss shut-off
优质泥浆 High grade mud
普通泥浆 General mud
固相泥浆 Solid mud
低、无固相泥浆 Non-solid or non-clay mud
一、钻探历史
1、传说时代的古井 （四五千年以前的史前时期） 、 四五千年以前的史前时期） 《周书》记载：黄帝穿井 ： 尧舜禹时代《击壤歌》 日出而作，日入而息， 凿井而饮，耕田而食，帝力于我何有哉 伯益作井 伯益是舜帝时期主管山川、林泽的大臣； 《世本》称颂是凿井的发明者。
一、钻探历史
2、井盐钻探（公元前2-3世纪） 、井盐钻探（公元前 世纪 世纪）
五、本课程性质、目的、参考书 本课程性质、目的、
本课程是地质工程专业必修课。 钻探工程是利用井口 井口去实现地勘和施工的目的， 井口 利用钻孔 钻孔去完成地勘及施工任务。 钻孔 钻探工艺和设备是一门实践性很强的应用技术， 内容涉及的知识领域很广。 必备的知识包括： 一般基础知识；技术基础知识 钻探工作基本知识 一般基础知识 技术基础知识；钻探工作基本知识 技术基础知识