钻探工程基本概念

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一、HYDRACORE 4000
钻机动力 200马力 钻进深度 m： BQ 1524 NQ 1067 HQ 457 PQ 457
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主机运输状态
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动力站运输状态
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Boart Longyear - UDR1000 with Western Air compressor pack
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Rowe Enterprises - UDR1000 with optional walkway and platform diamond drilling North Queensland
封孔及封孔质量
(3) 矿层不厚或矿层与矿层、矿层与含水层较近时，可一并 封闭； (4)需要进行地下水动态观测或对农田灌溉有利的钻孔， 可暂不封闭。但对矿床充水有严重影响的钻孔，必须封闭； (5)孔壁严重坍塌或孔内有遗留物堵塞，无法处理时，可 以只封上述部位以上的孔段。 3.封孔后必须在孔口中心处设立水泥标志桩(用水泥固定)。 机长将《钻孔封孔设计和封孔记录表》送交地质、探矿部门 存档。 4. 根据需要，经地质与探矿部门共同研究，可选择少量钻 孔进行封孔质量检查。
二、钻孔结构设计的内容
1．确定各岩层的钻进方法；
2．确定钻孔终孔直径； 3．确定套管层次、下放深度和套管直径； 4. 拟定孔身直径和开孔直径。
钻孔结构设计依据
锦屏磷矿千米钻孔斜情况
½ λ ½Ç £¨¶È £© · 260 280 300 320 0 100 200 300
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钻场布置基本原则
(1) 设备相互间的距离，在利于工作，利于
安全的情况下力求紧凑；
(2) 所用工具布置恰当，使用时既感到方便
又可节省工作时间；
(3) 应该适当考虑到改善工作条件和环境卫
生。
设备布置原则
主要设备的布置和传动方式有两种： 联合传动和分别传动。这两种传动方式的采用 主要考虑两条： (1) 动力机的类型。柴油机多采用联合传 动，电动机采用分别传动。
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CS1500
CS1000
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KP3500型全液压钻孔机
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KTY-2500钻机
投入式单向阀
投入式单向阀
钻探工程质量指标
1. 岩心采取率
2. 钻孔弯曲度与测量间距 3. 简易水文观测 4. 孔深误差的测量与校正 5. 原始报表填写
6. 封孔与封孔质量
岩心采取率
1 、地质要求取心的岩层、钻孔平均岩心采取率不得低于 65 ％； 2 、矿化带重要标志层以及矿层与矿层顶板各 3-5M 范围内不 得低于75％（岩金矿80％）； 3 、可采的薄矿层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 5M 或 10M 的平均采取率不低于 75 ％（ 岩金矿80％）； 4 、取出的岩矿心，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。
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3、按结构特征分类 回转式钻机按照回转器的类 型划分为： （1）立轴式钻机 （2）转盘式钻机 （3）移动回转式钻机（动力头式）
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早期钻探设备集锦
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钻探技术方法分类 1
冲击钻进 古时：竹篾、绳索 现代：钢绳、气动液动冲击器 钢粒钻进 回转钻进
按钻进方式分
合金钻进
牙轮钻进 金刚石钻进
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古代卓筒井钻 探设备示意图
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现代冲击钻机
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钻探技术方法分类 2
空气钻进
200 250 300 350 400
È ¶
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î ×É ê ¿ ×
300
400
750 800 850 900
当地历史上钻孔孔斜的情况
500
450
950
î ×É ê ¿ ×
È ¶
钻 前 工 程
钻前工程工作包括：钻场布置、修筑 地盘和地基、安装基台本、安装钻探设备、 布置冲洗液循环系统、验收、开孔等。
200 250 300
×) (Ã
400 500 600 700 800 900 1000
400 500 600 700 800 900 1000
200
350 400 450 500 550 600 650 700
400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900 950 1000 1050
钻机 类型
SPJ-300 JU-1000 XY-2
地 盘 总面积 (m2) 140 154 154
面 积 长宽 (m) 1410 1411 1411
浅槽地基
卧枕地基
钻前工程的重要性
实地踏勘、测量、确定井位是钻井行业的基 础工作，是否合理，采集的数据、资料是否齐全准 确，如部队战前侦察敌情同等重要，关系到洽谈合 同、前期准备、领导决策，是关系到整个工程项目 的成败、盈亏的先决条件。因此，特做以下十个方 面的要求，望承担该项工作的部门、人员严格执行， 认真对待。扩大采集项目数据资料范围，满足下步 工作需要。
钻探工程基本概念
钻 探 工 程
1.钻头；2.岩心；3.岩心管； 4.异径钻头；5.钻杆柱；6. 孔口管；7.钻机；8.回转器； 9. 卡盘； 10. 提引水龙头； 11.游动滑车；12.钢丝绳； 13. 天车； 14. 塔腿； 16. 升 降机；17.高压胶管；18.水 泵；19.电动机；20.循环槽； 21.沉淀池；22.接收箱； 23. 吸水管； 24.指重表；25.立 根台
(2) 钻孔的深度。钻浅孔所需功率小，可 采用联合传动，而钻深孔时为了提高 动力利用系数，则采用分别传动。
二、修筑地盘、地基
钻机 类型
XB1000A XU-600 XY-4 XY-5 地 盘 总面积 (m2) 154 143 154 154 面 积 长宽(m) 1411 1311 1411 1411
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一.钻机的分类
1、按用途分类
（2）工程钻机 （1）岩心钻机 （3）石油钻机
（4）水文水井钻机
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（5）特种钻机
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一.钻机的分类
2Baidu Nhomakorabea按钻进方法分类
（1）冲击式钻机 （2）回转式钻机
（4）复合式钻机
（3）振动式钻机
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孔深误差的测量与校正
1.在下列部位必须校正孔深 (1) 每钻进 100 米、进出矿层时 ( 矿层厚度小于 5 米时，只测量一次)。绳索取心钻进时因提钻长度不 等，可参照上述要求及时进行测量； (2)经地质编录人员确认的重要构造位置及划分 地质时代的层位； (3)下套管前和终孔后。 2. 孔深误差率小于千分之一时不修正报表；孔深误 差率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。
钻孔结构设计 及钻前工程
钻孔结构设计
钻孔结构设计是与钻进有关的，所有
工程计算的基础。钻孔结构是指钻孔由开孔 至终孔，钻孔剖面中各孔段的深度和口径的 变化情况。一般来说，换径次数越多、钻孔 结构越复杂；换径次数越少，钻孔结构越简 单。在可能情况下，应使钻孔结构尽量简单。
一、钻孔结构设计的依据
1．钻孔的用途和目的； 2．该地层的地质结构、岩石物理力学性质； 3．钻孔的设计深度和钻孔的方位方向、顶角 方向； 4．必需的终孔直径； 5．钻进方法、钻探设备参数。
一、钻场的确定和布置
钻探场地用以安装钻塔、钻探设备、泥浆循 环系统、管子架等等。
场地大小取决于钻孔的设计孔深。设计深度 愈深，所需钻塔高度就愈高，各种设备的外部尺寸 愈大，循环系统及管子架等占的面积也愈大。同时， 需要配有泥浆及水的储备池。
场地的长轴方向决定于钻孔的倾角及方位角。 钻垂直孔时，无须定向，应考虑力求挖方及填方的 工作量最少；而且工作方便、安全。
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动力站和操作台
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动力头
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水龙头
方钻杆上球阀
方钻杆下球阀
方钻杆旋塞工作原理
• 通过专用扳手旋转球心 轴，实现开关旋塞的目 的。
钻杆回压凡尔
0 5 10 15 20 25 30 35 40 0 100 200 300
×) (Ã
ê ¿×¶¥ ½Ç (¶È ) ×
0 2 4 6 8 10 12 14 16
ê ¿×¶¥ ½Ç £¨¶È £© ×
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
100 150
100
100 150
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简易水文观测
1.在以清水为冲洗液的钻孔中，每班至少观测水位 1 ～ 2 回次。每观测回次中，提钻后、下钻前各测量 一次水位，间隔时间应大于5分钟。以泥浆为冲洗液 的钻孔中，一般可不进行水位测量。 2. 钻进过程中遇到涌水、漏水、涌砂、掉块、 坍塌、缩径、逸气、裂隙、溶洞及钻具掉落等异常 现象时，应及时记录其深度。 3. 在地下水自流钻孔中，可根据水文地质的要 求接高孔口管或安装水压表测量水头高度和涌水量 。 4.孔内发现热水，应测量孔口水温及井温。
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； 4、要整洁，终孔后装订成册。
封孔及封孔质量
1、要有封孔通知书和封孔设计书；
2 、水泥封孔要用 325 号以上未过期的水泥，
水灰比要符合设计要求；
3、每封完一层要在封孔段顶部位置取水泥浆 样证实； 4、搬迁后要埋水泥标桩，并保证其质量。
CCSD PP-1孔斜情况
½ λ ½Ç (¶È £© · 280 300 320 340 360 0
0 50
CCSD PP-2孔斜情况
½ λ ½Ç (¶È ) ·
200 240 280 320 360 0 50
0 50 100 150 200 250 300 350
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ê ¿×¶¥ ½Ç £¨¶È £© ×
按循环介质分
泡沫钻进
无固相泥浆
充气泥浆钻进 低固相泥浆
泥浆钻进 油基泥浆 水基泥浆 加重泥浆 淡水泥浆
盐水泥浆
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钻探技术方法分类3
按循环方式分 正循环
泵吸反循环 射流反循环 气举反循环 CSR反循环
反循环
设备：专业化？多样性？多功能？
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勘探者一号YDX-3型全液压地质岩心钻机
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HCD-5U工作状态
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Drillcorp Western Deep Hole - UDR1000 with Safe-T-Load
钻孔弯曲与测量间距
1 、垂直孔允许顶角每 100M 弯曲2 度，斜孔每 100M 弯 曲3度，按孔深累计计算； 2、方位角偏差，在设计时与地质商定，一般不超过 勘探网1/3-1/4; 3、测量间距，实测顶角小于5度时，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。
封孔及封孔质量
2.不同地质条件下的封孔要求 (1) 见易溶、易蚀、易流散、易被破坏的工业矿 层(如油、气、卤水、矿化水、可溶盐、硫铁矿、自 然硫等)、含水层、含水构造的钻孔均须在顶、底板 上下各五米范围的隔水层处，用325号以上的普通硅 酸盐水泥或抗硫酸盐水泥封闭； (2) 见除了上述之外的其他固体矿层，但未见含 水层和含水构造并且孔位低于侵蚀基准面的钻孔， 可用325号以上的水泥或其他隔水材料封闭钻孔最上 部隔水层与透水层交界处；