岩土钻掘工程学

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【大学课件】岩土钻掘工程学

【大学课件】岩土钻掘工程学
Ⅳ~Ⅴ级岩石钻压过大,孔底排粉冷却条件 恶化,阻碍钻速成比例上升;
Ⅷ~Ⅸ级岩石不宜硬合金钻进,在钻杆强度 范围内钻压不能使钻速直线增长。
2020/11/5
中国地质大学勘查与基础工程系
第二节 硬质合金钻进工艺
国家精品课程
岩土钻掘工程学
应充分发挥切削具初刃的切入优势。硬质合金钻进开始时就应以允许的最 大初始钻压钻进。等切削具磨钝后,再增大钻压也不可能获得好的钻效。
中国地质大学勘查与基础工程系
第二节 硬质合金钻进工艺
国家精品课程
岩土钻掘工程学
重点是磨锐式硬质合金钻头钻进,自磨式强调异同点。 一、钻头压力的选择 钻压是决定硬质合金钻头机械钻速的最重要参数。在图5-1中,a点继续
增加钻压,其钻速将呈直线增长。 不同岩石钻压增大一倍时钻速增长率是不同的。
中硬—硬(Ⅵ~Ⅶ级)岩石最敏感。
对钻速的提高会造成不利影响(硬岩层中)。
2020/11/5
中国地质大学勘查与基础工程系
第一节 钻进效果指标与钻进规程参数
国家精品课程
岩土钻掘工程学
对孕镶和自磨式钻头,若遇到弱研磨性岩石,为保持钻头自锐能力,必须 在孔底保存一定的岩粉,过大的水功率将导致钻速下降,甚至抛光钻头。
5、冲洗液性能对钻速的影响 5.1冲洗液密度对钻速的影响 冲洗液密度决定着孔内液柱压力与地层孔
隙压力之间的压差
孔底压差对刚破碎的岩屑有压持作用,阻 碍孔底岩屑及时清除,压差增大将使钻速 明显下降。
2020/11/5
中国地质大学勘查与基础工程系
第一节 钻进效果指标与钻进规程参数
国家精品课程
岩土钻掘工程学
5. 2 冲洗液粘度对钻速的影响 其他条件一定时,冲洗液粘度的增大,将使孔底压差增大,浮

【采矿课件】岩钻掘工程学[精品]

【采矿课件】岩钻掘工程学[精品]
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孔深选择合理的规程参数,一边冲洗钻孔,一边通过给进 机构、钻柱给钻头加轴向压力和回转速度。 钻头在孔底钻出一个环形空间,并形成岩心,随着钻孔 加深岩心将充满岩心管。 清洁孔底、冷却钻头切削具后,携带岩屑的冲洗液上返 流出孔口,并在沉淀槽、沉淀池中清除掉岩屑后,清洁的 液体再流回泥浆池,如此循环。 把钻具提至地表,从岩心管内取出岩心。重新配好钻具, 再下放至孔内继续钻进。
随着工业技术的进步,破岩磨料及钻探工具都在不断改进。 19 19世纪末期,美国在硬岩(裂隙性)岩石中使用钢粒钻进。 1953~54年瑞典和美国GE公司合成了单晶人造金刚石,前苏联 1966年开始用人造金刚石钻头。我国从20世纪70年代末开 始大批量生产人造金刚石钻头。
岩土钻掘工程学
随着科技进步和经济发展,岩土钻掘工程在国民经济中发 挥着越来越大的作用 (1) (2) (3) (4) 地质灾害的防治 (5) 工民建和道路桥梁 (6) 国防工程及海岸 (7) 科学钻探。 胜利油田
岩土钻掘工程学
岩土钻掘工程学
绪论
1. 课程的内容、地位和任务
“岩土钻掘工程学” 研究如何借助机 械方式或化学方式(爆破能)破碎岩 土层,在地下形成规格和质量符合设 计要求的钻孔或坑道,以达到找矿、 采矿及其他工程建设或灾害治理的目 的。它与地质学、矿业科学、机械工 程、土木工程等有着密切的关系。它 涉及了资源和环境两大主题
岩土钻掘工程学
岩土钻掘工程学应包括原“钻探工艺学”和“坑探工程学 ”的内容。但在目前市场经济条件下,本专业涉及的与“钻 ”有关的工作量更大,服务领域更宽。因此,本课程的讲授 以“钻”为主,兼顾“探”与“掘”。 1994年美国政府在“国家钻探和采掘技 术 (NADET)计划”中指出 :钻探和采 掘 是石油、矿业、现代交通、地下公用设 施等关键部门所急需的…,其未来的状 况取决于我们钻采技术的领先程度。在 高新技术流行的今天,这些并不诱人的 美国的“NADET”计划,从另一个角度说明了 岩土钻掘工 部门的生命力对我们的持续繁荣和昌盛是必不可少的。 程是与国计民生息息相关、保证国民经济可持续发展不可替 代的重要技术手段。

岩土钻掘工程学第5章-回转钻进工艺

岩土钻掘工程学第5章-回转钻进工艺

回转钻进工艺的历史与发展
01
回转钻进工艺起源于19世纪中叶 ,随着工业技术的发展和市场需 求的变化,回转钻进工艺不断得 到改进和完善。
02
现代回转钻进工艺已经实现了自 动化、智能化和信息化,提高了 钻进的效率和精度,为岩土工程 的发展提供了有力支持。
02
回转钻进工艺原理
回转钻进工艺的基本原理
回转钻进工艺是通过钻机的回转运动 ,带动钻杆和钻头连续旋转,利用钻 头切削牙齿的旋转切削作用,破碎岩 石,实现钻孔的目的。
要点二
详细描述
在某油田区块,采用回转钻进工艺进行石油天然气勘探。 通过先进的钻井技术和设备,成功地钻穿了复杂的地质构 造,发现了高产油层。这为该地区的能源开发提供了有力 支持,促进了当地经济发展。
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岩土钻掘工程学第5章-回转钻 进工艺

CONTENCT

• 回转钻进工艺概述 • 回转钻进工艺原理 • 回转钻进工艺流程 • 回转钻进工艺应用 • 回转钻进工艺的挑战与解决方案 • 回转钻进工艺案例分析
01
回转钻进工艺概述
定义与特点
定义
回转钻进工艺是一种利用钻头旋转切削岩土,并通过钻杆将切削 下来的岩土带出孔外的钻进方法。
详细描述
钻孔质量问题通常是由于钻具磨损、钻压和转速控制不当、钻孔结构不合理等原因引起的。为了解决这一问题, 需要定期检查钻具,确保其完好无损;合理选择和控制钻压和转速,避免过大的磨损和失稳;优化钻孔结构,采 取相应措施提高钻孔质量。
钻具磨损与预防措施
总结词
钻具磨损是回转钻进工艺中的另一个重 要问题,它会影响到钻孔质量和施工效 率。
例如,在地热能开发中,通过回转钻进工艺钻取地热井,将地热能转化为热能或电能;在矿产资源勘 探中,通过回转钻进工艺获取岩心样本,进行矿产资源的评估和开发。

《岩土钻掘工程学》课件

《岩土钻掘工程学》课件

地下水开发目的: 满足人类生活、 生产用水需求
地下水开发方法: 钻井、抽水、监 测等
地下水开发实例 :某地地下水开 发项目
地下水开发效果 :提高地下水供 应能力,改善水 质,减少污染
矿产资源开发实例
矿产资源类型:煤炭、铁矿、铜 矿等
钻掘工程技术:钻探技术、采矿 技术、运输技术等
添加标题
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土的渗透性:土中水通过的能力
土的压缩性:土在外力作用下体积 减小的特性
土的抗剪强度:土抵抗剪切破坏的 能力
土的力学性质
土的强度:抗压强度、抗剪强度、抗拉强度等 土的变形:压缩变形、剪切变形、拉伸变形等 土的渗透性:水在土中的渗透速度、渗透系数等 土的抗冻性:土在低温环境下的抗冻性能、抗冻系数等
01
01
岩土钻掘工程施工技术
岩土钻掘施工方法
钻孔:使用钻机进行钻孔,包 括钻头、钻杆、钻具等
钻孔液:使用钻孔液进行冷却、 润滑、清洗等
取芯:使用取芯器进行取芯, 包括取芯器、取芯管等
岩土钻掘施工技术:包括钻孔、 钻孔液、取芯等步骤,以及钻 孔液的配比、钻具的选择等
钻孔施工过程控制
钻孔设备选择:根据工程地质条 件和钻孔深度选择合适的钻孔设 备
岩石的力学性质
岩石的强度: 抗压、抗拉、
抗剪等
岩石的变形: 弹性、塑性、
脆性等
岩石的稳定 性:抗滑移、
抗倾覆等
岩石的渗透 性:水、气 等流体的渗
透能力
岩石的抗腐 蚀性:抵抗 酸、碱等化 学物质的侵
蚀能力
岩石的物理 性质:密度、 孔隙率、吸
水性等
土的物理性质
土的密度:单位体积内土的质量
土的含水量:土中水的质量与干土 质量的比值 土的孔隙率:土中孔隙体积与土总 体积的比值

岩土钻掘工程课件

岩土钻掘工程课件
特点
岩土钻掘工程具有高风险、高投入、高技术含量的特点,需 要综合考虑地质、环境、工程和经济等方面的因素,对技术 和设备的要求较高。
岩土钻掘工程的重要性
资源开发
岩土钻掘工程是资源开发的重要手段,如矿产、石油、天 然气等资源的勘探和开发,需要通过岩土钻掘工程获取地 下信息。
基础建设
在基础设施建设领域,如交通、水利、建筑等,岩土钻掘 工程是必不可少的环节,用于地质勘查、基础施工和地下 空间开发等。
VS
详细描述
孔内事故的发生与地层条件、钻进参数、 钻具质量等因素有关。为了预防孔内事故 的发生,可以采用定期检查钻具、优化钻 进参数、采用孔内加固等技术措施,确保 孔内安全。
钻掘过程中的环境保护问题
总结词
岩土钻掘工程中产生的噪音、振动、粉尘等环境问题是不可忽视的。
详细描述
为了减少岩土钻掘工程对环境的负面影响,可以采用低噪音、低振动的钻机和工艺,加强粉尘治理和 废水的处理,同时合理规划施工场地,减少对周围环境的影响。
02
岩土钻掘工程的基本原理
岩石力学基础
01
02
03
岩石的物理性质
包括密度、孔隙度、含水 量、温度等,这些性质对 岩石的力学行为有重要影 响。
岩石的力学性质
包括抗压、抗拉、抗剪等 强度,以及弹性模量、泊 松比等弹性性质。
岩石的变形与破坏
研究岩石在不同应力水平 下的变形、破裂和失稳行 为。
土力学基础
建设的发展,岩土钻掘工程技术得到了迅速发展和广泛应用。
发展
近年来,随着科技的不断进步和应用领域的不断拓展,岩土钻掘工程技术也在不断发展。 新型钻探技术和设备的研发和应用,如定向钻进、冲击回转钻进、超声波破碎等,提高 了钻探效率和精度,同时也为岩土钻掘工程的应用拓展提供了更多可能性。未来,岩土

《岩土钻掘工程学》学习指南

《岩土钻掘工程学》学习指南

《岩土钻掘工程学》学习指南一、课程的重点课程注重基础性、系统性和实用性,突出理论联系实际和工程理念。

课程的重点主要指:岩土钻掘破碎原理,现代钻掘工程设备、仪表的工作原理,浆液护壁堵漏原理,钻孔弯曲与定向钻进原理,施工过程最优化准则,钻探取样技术原理等内容。

二、课程的难点(1)教材的内容往往偏重于系统理论和成熟技术,但随着经济的繁荣,岩土钻掘新技术、新工艺不断涌现,如何处理传统工艺技术与现代新技术的关系是授课中的难点之一。

(2)相关专业多数学生来自农村,对各类钻掘机械和工具非常生疏,而理论和技术是通过钻掘机械与工具来体现的。

如何尽快帮助学生建立工程意识是难点之二。

(3)课程涉及到工程力学、流体力学、数理化、机械和电学,如何在有限的学时内,建立基础理论与专业技术之间的传承关系是难点之三。

三、解决办法(1)提炼知识结构:虽然新技术、新工艺层出不穷,但它们总是从原有技术中产生的。

本课程特别重视从已有的基础中提炼所需的知识结构,这对培养学生创造性运用知识的能力很有好处。

同时,指定反映国外最新技术的文献供学生阅读,将我们最近的科研成果及时融入课程教学中(例如,钻井液教学中融入了充气钻井液、暂堵型钻井液、特殊植物胶钻井液等新技术),以拓宽知识面。

另外,学生大量阅读专业学术期刊杂志文章,对课程学习帮助会较大。

(2)加强实践性教学环节:一是安排学生在本课程开始前进行3周教学实习,增加学生的感性认识;二是把某些章节安排在实验室上课,面对剖开的教学模具讲解工作原理,学生更容易掌握;三是安排学生在本课程结束后进行7周生产实习,培养学生理论联系实际的能力。

因此,学生需按《岩土钻掘工程学实验教学大纲》、《岩土钻掘工程学实验指导书》、《岩土钻掘工程学》实训大纲一(教学实习)、《岩土钻掘工程学》实训大纲二(生产实习)等的相关要求认真执行。

(3)课堂教学:在课堂教学过程中特别强调基础理论与专业技术之间的传承关系。

对于重点难点,采用“CAI+黑板演绎+案例探究”的方式,学生的思维需跟着教师走,通过理论联系实际,课堂互动的方式,激发学习兴趣。

中国地质大学(武汉)202X考研大纲:911岩土钻掘工程学

中国地质大学(武汉)202X考研大纲:911岩土钻掘工程学

中国地质大学(武汉)202X考研大纲:911岩土钻掘工程学考研网为大家提供中国地质大学(武汉)202X考研大纲:911岩土钻掘工程学,更多考研资讯我们网站的更新!中国地质大学(武汉)202X考研大纲:911岩土钻掘工程学中国地质大学研究生院硕士研究生入学考试《岩土钻掘工程学》考试大纲题型比例:名词解释约20%简答题约40%论述题约40%一、岩石的物理力学性质及其破碎机理考试内容岩石的组成和组织特点,岩石的物理力学性质及其影响因素,岩石可钻性及可钻性分级方法,岩石破碎机理和岩石破碎过程。

考试要求1、了解岩石的组成和分类、岩石的结构和构造。

2、掌握岩石的密度和孔隙度、含水性和透水性、岩石的强度、硬度、岩石的弹性和塑性、岩石的研磨性等基本概念,理解岩石的物理力学性质的影响因素及相互之间的关系,了解岩石的物理力学性质的测量方法。

3、理解岩石可钻性的概念、岩石可钻性划分的意义、划分方法及各方法的优缺点。

4、了解碎岩工具与岩石作用的主要方式,理解和掌握外载作用下的岩石应力状态、岩石在外载作用下的破碎过程。

二、回转钻进用钻头考试内容硬质合金钻头及其钻进时的孔底碎岩过程、金刚石钻头及其钻进时的孔底碎岩过程、牙轮钻头及其钻进时的孔底碎岩过程、全面钻头。

考试要求1、了解钻探用硬质合金的组成与性能特点,理解硬质合金钻进孔底的碎岩过程及硬质合金的磨损。

2、了解硬质合金钻头的基本类型,理解硬质合金钻头的各个结构要素,掌握钻头结构要素的确定方法及用于不同地层的硬质合金钻头的特点。

3、了解钻探用金刚石的性能特点和要求,理解金刚石钻进孔底的碎岩过程,了解金刚石钻头与扩孔器的基本类型与特点、钻头结构参数形式与特点,理解钻头结构参数、胎体性能与所钻岩石的匹配性。

4、了解牙轮钻头的组成结构,理解牙轮钻进的碎岩机理,理解牙轮钻头结构与地层之间的适应关系。

5、了解全面钻头的基本类型、特点及其参数的确定。

三、回转钻进工艺考试内容钻进效果指标、钻进规程参数对钻进效果的影响、硬质合金钻进工艺、金刚石钻进工艺、钢粒钻进工艺、牙轮钻进工艺。

《岩土钻掘工程学》课程教学大纲

《岩土钻掘工程学》课程教学大纲

《岩土钻掘工程学》课程教学大纲(2013年修订,58学时)该课程是一门实践性非常强的主干专业本课程。

因此,该课程教学分三大部分:课堂(理论)教学46学时、伴随课堂教学的实验教学12学时、实训教学(课堂教学前的教学实习3周、课堂教学后的生产实习7周,课外执行)。

本大纲主要针对课堂教学和实验教学部分。

一、课程的性质与任务1、性质:专业课2、目的和任务:本课程主要讲述钻探过程中的的基本工艺原理、各主要钻进方法的工艺技术及保证钻探质量的各种工艺原理及方法。

通过本课程教学,使学生全面掌握钻探过程中的基本工艺原理,基本掌握各种工艺方法。

通过实践教学环节使学生掌握一个机台的基本组成情况(人员及技术力量、设备、钻具、仪器、材料等)。

从生产技能上讲应具有能组织一个机台生产的能力,具有一个熟练班长的基本技能。

从技术水平上讲,应对一个矿区的钻探生产起到一个工程师的作用,应能根据地质、岩层等情况和地质要求进行整个矿区的钻探工艺设计和钻探施工管理,保证钻探六大质量指标全面完成。

二、课程的基本内容:第一章绪论第1节岩土钻掘工程的发展和应用第2节钻进的基本过程第3节钻进方法分类第二章岩土的物理力学性质及其破碎机理第1节岩石的物理力学性质概述第2节外载作用下岩石的应力状态第3节岩石在外载作用下的破碎机理第4节岩石的可钻性指标及坚固性系数第三章钻掘设备及管具第1节钻机第2节钻塔第3节泵及钻井液处理装置第4节空气压缩机第5节钻杆及套管第四章回转钻进钻头与工艺第1节钻进效果指标及钻进规程参数间的关系第2节硬质合金钻进碎岩过程及钻进工艺第3节金刚石钻进碎岩过程及钻进工艺第4节牙轮钻进碎岩过程及钻进工艺第5节钢粒钻进碎岩过程及钻进工艺第6节全面钻头及其钻进工艺第五章冲击、振动载荷作用下的钻进技术第1节概述第2节冲击碎岩机理第3节冲击回转概述第4节液动冲击器及其原理第5节气动潜孔锤原理第6节冲击回转钻头第7节冲击回转钻进规程第8节钢丝绳冲击钻井第9节振动及声波钻井第六章钻井液第1节钻井液的功用与分类第2节泥浆性能及其测试方法第3节造浆粘土与处理剂第4节钻井泥浆配方设计第5节无粘土与气体型钻井液第6节钻井液的循环与固控第七章护壁堵漏第1节复杂地层分类及治理方法综述第2节井壁稳定性及漏涌地层分析第3节水泥护壁堵漏第4节化学浆材及特殊护壁堵漏工艺第八章钻孔弯曲与防治第1节钻孔弯曲及其危害第2节钻孔弯曲的原因及规律第3节钻孔弯曲度测量及仪器第4节钻孔轨迹的描述方法第5节钻孔弯曲的预防与纠正第九章钻探取样第1节钻探取样概述第2节常用取心工具及方法第3节绳索取心工具第4节反循环钻进取心第5节水平井钻进取心钻具第6节岩粉采集和岩样补取第7节特种取心技术三、课程的基本要求注重基础性、系统性和实用性,突出理论联系实际和工程理念。

岩土钻掘工程学所有重点

岩土钻掘工程学所有重点

岩土钻掘工程学所有重点第一章1.岩石的物理——力学性质有哪些?岩石力学性质是岩石在受外力作用后所表现的性质,包括岩石的变形特性、强度特性、表面特性等。

变形特性包括弹性塑性和脆性;强度特性包括抗压抗剪抗拉和抗弯强度;表面特性包括硬度和研磨性,这些力学性质对钻进速度、碎岩功耗和钻头寿命等有直接的影响。

3.岩石在静载作用下的破碎机理在平底压头受载时,在第一极值带会形成环形裂纹,呈圆锥形向深部延伸,到一定深度后截止,而对称轴上的第二危险值带朝边缘发展,形成镰刀状极限状态区,继续加载时极限区的体积和压力增大,他向外趋于排挤或排开周围岩石的力也增大,由于岩石的抗剪抗拉强度很小,一旦侧压力达到某一极值时,周围的岩石便突然崩离并形成破碎穴,周围岩石崩离后,丫头下方的圆锥被压碎,压头突然入侵到一定深度。

特点是塑性变形+“跳跃性”剪蹦,破碎坑穴大于切削具的断面积4.岩石在动载作用下的破碎机理当冲击能量不大时,在岩石的表面只能见到压头冲击的痕迹—边缘出现裂纹。

增加冲击能后,在边缘之外变出现环形崩离体,称之为脆性破碎第一形态,随着冲击能的增加,崩离题的体积稍有增加。

冲击能量达到一定值后,压头地下的岩石发生与静压时相似的脆性破碎,称之为脆性破碎第二形态,再继续增大冲击能,不会引起破碎形态的明显的质的变化,余下的能量使压头的侵深有所增加,并使接触面周围的岩石,崩离体出现,当冲击能达到相当大的数值的时候,则出现稳定的第三破碎形态。

特点:“跳跃性”剪蹦,体积破碎5.影响碎岩效果的因素载荷大小的影响,;碎岩工具形状的影响,;加载速度的影响,液柱压力的影响.6.岩石可钻性分级的方法:1)按岩石的物理力学性质分级:压入硬度法、摆球硬度法、普氏系数法、综合力学性质法;2)利用现场实际钻进资料,即实钻法;3)利用破碎岩石单位体积所消耗功,即比功法;4)利用模拟钻进实验台对岩石进行标定,即微钻法。

7.岩石的强度和硬度的区别和联系:强度是固体物质在外载作用下抵抗破坏的能力。

岩土钻掘工程学课程教学大纲

岩土钻掘工程学课程教学大纲

岩土钻掘工程学课程教学大纲《岩土钻掘工程学》课程教学大纲(60学时)一、课程的性质与任务1. 性质:专业课2. 任务:本课程主要讲述钻探过程中的的基本工艺原理、各主要钻进方法的工艺技术及保证钻探质量的各种工艺原理及方法。

通过本课程教学,使学生全面掌握钻探过程中的基本工艺原理,基本掌握各种工艺方法。

通过实践教学环节使学生掌握一个机台的基本组成情况(人员及技术力量、设备、钻具、仪器、材料等)。

从生产技能上讲应具有能组织一个机台生产的能力,具有一个熟练班长的基本技能。

从技术水平上讲,应对一个矿区的钻探生产起到一个工程师的作用,应能根据地质、岩层等情况和地质要求进行整个矿区的钻探工艺设计和钻探施工管理,保证钻探六大质量指标全面完成。

二、课程的基本内容:第一章绪论 (2学时)1 地质勘探工作的阶段2 钻探过程的分类(按服务内容)3 钻探工程的基本过程第二章岩土的物理力学性质及其破碎机理(8学时)1 岩石的物理力学性质概述2 土的物理力学性质特征3 岩石在外载作用下的破碎机理4 岩石的可钻性指标及坚固性系数第三章设备与钻具(4学时)1 钻杆柱2 钻塔3 各类钻机4 钻探用泵第四章回转钻进钻头与工艺(10学时)1 硬质合金钻进的孔底碎岩过程2 硬质合金钻头3 钻探用金刚石及其孔底碎岩过程4 金刚石钻头与扩孔器5 钢粒钻头及其孔底碎岩过程6 牙轮钻头及其孔底碎岩过程7 全面钻头8 钻进效果指标及钻进规程参数间的关系9 硬质合金钻进工艺10 金刚石钻进工艺11 钢粒钻进工艺12 牙轮钻进工艺13 全面钻头钻进工艺第五章冲击钻进钻头与工艺(6学时) ?1 概述2 液动与气动冲击器3 冲击回转钻进用钻头4 冲击回转钻进工艺5 钢丝绳冲击钻进与振动钻进工艺第六章钻孔冲洗介质(10学时) ?1 钻井泥浆的分类与造浆粘土 ?2 粘土水化分散与泥浆体系稳定原理 ?3 泥浆性能及其测试方法 ?4 泥浆的设计与配制5 砂、砾层中使用的泥浆 ?6 节溶蚀性地层泥浆7 硬岩钻进用泥浆8 耐高温泥浆和高、低重度泥浆第七章护壁堵漏(6学时) ?1 复杂地层分类2 井壁稳定力学分析3 井眼漏涌水的研究、测试 ?4 遇水不稳定地层的研究 ?5 水泥护壁堵漏6 化学浆液与惰性材料护壁堵漏第八章钻孔弯曲(8学时) ?1概述2钻孔空间位置要素3钻孔弯曲的原因与规律4钻孔弯曲的测量及仪器5 钻孔弯曲的预防与纠正第九章钻探取样(4学时) ?1岩矿心采取的要求及影响因素 ?2 单层岩心管取心工具3 双层岩心管钻具取心4绳索取心钻进的优缺点及应用范围 ?5绳索取心钻具6冲洗液孔底反循环钻进取心 ?7 冲洗液全孔反循环钻进取心第十章岩土掘进概论(2学时)三、课程的基本要求注重基础性、系统性和实用性,突出理论联系实际和工程理念。

国家课程岩土钻掘工程学土样与岩矿心的采取课件

国家课程岩土钻掘工程学土样与岩矿心的采取课件
第七章 土样及岩矿心的采取
国家精品课程
岩土钻掘工程学
第一节 土样的采取(另一门课程将展开,自习)
第二节 岩矿心采取
钻探工程是获得实物地质资料的唯一手段,直接影响着判断 地质构造、岩层性质、矿产资源及水文地质与工程地质的准 确性与可靠性。 对提交地质调查及矿产储量有重要意义;
工程地质勘察中取岩土样,了解地层的物理力学性质; 抽心验桩时,取心样以检查桩基的质量; 硬岩层中钻大直径钻孔时,为提高钻速也可采取取心钻进以
绳索取心钻具配套设备较多,一次性投资较大。 地质条件:适于各种地层,在6~9级中硬岩层中效果最好。
一般不宜钻10~12级岩石。这时钻效极低,钻头极易磨损, 不能充分发挥绳索取心钻进的优越性。
绳索取心与液动冲击器相配合,钻进硬地层有良好的前景。 绳索取心一般在深孔中采用。通常钻孔越深其经济技术效果
岩土钻掘工程学
双管钻具结构特点
为减弱机械力对岩 心破坏,钻具中设 置避振缓冲装置.
为减轻对岩心冲刷 作用,钻具中设置 隔水和分流装置.
为防止或缓解岩矿心互磨,双管钻具中增加减磨防磨装置. 为防止岩矿心污染,设置隔浆活塞、压入式内管钻头、密封
装置等.
为防止岩矿心脱落,设置爪簧、压卡装置、隔水球阀等.
倒,影响岩矿心的完整性,歪曲岩矿心的层次。
三、岩矿心取心难度分类
根据我国目前钻探工作所遇到的岩矿层,可大致分为五 类。是研究选用取心方法和工具的依据(表7-2)。
2024/3/3
国家课程岩土钻掘工程学——土样与岩 矿心的采取课件
第七章 土样及岩矿心的采取
国家精品课程
岩土钻掘工程学
第三节 常用取心工具及方法
2024/3/3
国家课程岩土钻掘工程学——土样与岩 矿心的采取课件

岩土钻掘工程学实验

岩土钻掘工程学实验
实验一 岩石性质测定
一、实验目的: 1、了解压入硬度计和摆球硬度计的结构及测 试原理,掌握其操作方法; 2、了解岩石超声波测试仪的的测试原理和岩 石微钻速度的测试方法; 3、一般了解肖氏硬度计,洛氏硬度计的测试 原理及使用操作;. 4、根据测得的岩石硬度值,声速值及微钻速 度后进行岩石可钻性分析;
二、实验仪器:
钻进和金刚石钻进章节后而进行的实验,其目的如下: 1.根据岩石性质正确选择钻进方法,钻头类型及
钻进规程参数; 2.通过实验台钻进实验测量钻进规程参数,并能
分析它们对钻速的影响及相互关系; 3.一般了解钻机的操作及钻进规程参数常见的测
量方法;
二、实验设备
钻机、钻塔、水泵、电动机及相关测试仪表。
三、实验注意事项:
5. 打捞工具
钻探工作中由于种种原因,往往会发生钻具折断,卡钻, 埋钻、烧钻以及套管事故等。要求选用合理的打捞工具,处 理这些孔内事故,把孔内事故时间压缩到最低限度,常用的 打捞工具主要有:千斤顶、丝锥、套管公锥、冲击把手、吊 锤、钻杆冲击接头,反事故接头、套管割刀、套管铣刀、捞 管器、反管器、磁力打捞器及其它工具等。
(3)钢粒钻头
本次实验主要测量钢粒钻头的内、外径,高度, 丝扣长度,水口规格,形状,钻头壁厚。
(4)牙轮钻头
牙轮钻头分为铣齿式和镶齿式,注意两类钻头的 结构特点。
2.扩孔器
金刚石钻进必须配备扩孔器,其作用是修整孔 壁,保持孔径,减轻钻具摆动,提高钻头寿命。在 单管钻具中还起限制卡簧上移的作用。扩孔器由金 刚石,胎体,钢体三部分组成。
(2)硬质合金钻头
硬质合金钻头也可分为全面钻头和取心钻头。常 用的全面钻头有三翼阶梯式,矛式,刮刀式,鱼尾式, 三翼补强式等,常用的取心钻头有,螺旋式肋骨合金 钻头,阶梯式肋骨合金钻头,品字型、三八连续掏槽 式,大八角合金钻头,内外镶合金钻头,单双粒合金 钻头和破扩式合金钻头。

国家精品课程岩土钻掘工程学第章回转钻进用钻头市公开课特等奖市赛课微课一等奖PPT课件

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水井、工程施工孔和浅井。
2024/2/29
中国地质大学勘查教第研3页室
第一节
硬质合金钻进孔底碎岩过程
国家精品课程
岩土钻掘工程学
0、硬质合金钻进基本概念与特点
1、硬质合金钻进基本概念 利用镶焊在钻头钢体上硬质合金切削具作为碎岩 工具,这种钻进方法称为硬合金钻进。 硬合金钻进是岩土钻掘工程中一个主要钻进方法, 它用于软岩层及中硬岩层钻进(1—4级软沉积岩、 中硬5—7级及部分8级岩浆岩和变质岩)。
回转钻进和长螺旋干式回转钻进; ② 采取液动、气动孔底冲击器冲击回转钻进; ③ 钢丝绳冲击钻进; ④ 振动钻进。 使用最广泛是回转钻进。冲击回转钻进是在回转基础上增加
孔底冲击载荷;钢丝绳冲击钻进主要用于水井施工;振动钻 进、长螺旋干式回转钻进主要用于在土壤和软岩中打浅孔 (工程施工)。
2024/2/29
实际上,因为振动、冲刷,岩屑将碎裂并 被冲洗液带至地表;
在Py 和Px 共同作用下切入比Py单独作用下
切入更轻易,也切入更深。
2024/2/29
中国地质大学勘查教第研12室页
第一节 硬质合金钻进孔底碎岩过程
国家精品课程
岩土钻掘工程学
(二)弹塑性岩石孔底破碎过程
弹塑性岩石是硬质合金钻头主要钻进对象。理论上,切削 具切入需要很大轴向力,而在双向力同时作用下实际Py力 为(1/6~1/13)。
岩土钻掘工程学
2、硬质合金切削具在孔底磨损实际情况 前述理论分析基础是假定切削具刃部为均匀磨损,实际钻 进中,切削具出刃内、外侧 磨损量是不均匀,即: y外>y内>y, t外>t内>t 切削具底端也不是被磨损成 平面,而是呈圆弧形,刃前缘 和后缘磨损更厉害。
2024/2/29
中国地质大学勘查教第研20室页

岩土钻掘工程学

岩土钻掘工程学

岩土钻掘工程学
咱来说说岩土钻掘工程学是啥。

有一次啊,我路过一个工地,看见有个大机器在那嗡嗡响,往地下钻呢。

我就好奇这是干啥呢?后来一打听,才知道这是岩土钻掘工程。

岩土钻掘工程学呢,就是研究怎么在土里、石头里钻洞的学问。

比如说,要建个高楼,就得先在地下打个深深的桩,这就需要岩土钻掘工程。

就像那个工地,他们用那个大机器,一点一点地往地下钻,把土和石头都弄出来。

这可不是个简单的活儿,得考虑好多因素呢。

比如说,地下的土质不一样,有的硬,有的软,得用不同的方法去钻。

还有地下水啊,也会影响钻掘的过程。

我看着那个大机器在那努力地工作,就觉得岩土钻掘工程学还挺厉害的。

要是没有这门学问,好多工程都没法进行呢。

所以啊,岩土钻掘工程学就是让我们能在地下打出各种洞来,为建设工程服务。

下次你看到工地有大机器在钻地的时候,也可以想想
岩土钻掘工程学哦。

嘿嘿。

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岩土钻掘工程学总复习题(1)、名词解释:1、磨锐式硬质合金钻头2、自磨式硬质合金钻头3、钻进规程4、优质钻进规程5、强力钻进规程6、孕镶金刚石钻头的100%浓度7、阀式正作用液动冲击器8、阀式反作用液动冲击器9、最优冲击间隔10、钻孔轨迹11、顶角12、方位角13、岩石的各向异性14、钻孔遇层角15、测斜16、均角全距法17、钻孔弯曲18、冲击钻的悬距19、圆孔了滤水管的孔隙率20、沉没比21、岩石的研磨性22、回次钻速23、岩石的塑性24、硬质合金钻头的前角25、金刚石浓度26、切削-剪切型碎岩27、阀式正作用液动冲击器28、凿碎-剪切型碎岩29、钻孔测量环测定向法30、初级定向孔31、钻孔空间弯曲32、岩矿心采取率33、机械钻速34、技术钻速35、经济钻速36、循环钻速37、切削-剪切型碎岩38、凿碎型碎岩39、凿碎-剪切型碎岩40、钻孔测量环测定向法41、初级定向孔42.钻孔空间弯曲43.岩矿心采取率44、岩石的硬度45、钻孔的方位角46、均角全距法47、受控定向钻孔48、最优冲击间距49、岩石破碎的三种方式50、金刚石浓度51、硬质合金钻头镶焊角52、岩石的研磨性53、金刚石体积浓度54、钻孔的顶角55、止水56、圆孔过滤器的孔隙率57、岩石的强度58、钻孔遇层角59、单动双管钻具(2)、填空题1、金刚石单动双管所用取芯方法是(),喷射式反循环钻具所用卡取岩心的方法是()。

投卡料、卡簧卡取、爪簧取芯、干钻取芯、沉淀取芯、静压入取芯。

2、硬质合金钻头钻进4~5级以下岩石时以()为主、钻进6级以上岩石时应以()为主。

大压力、高转速、大泵量。

3、钢粒钻头的硬度应()小于钢粒的硬度,用一次投砂法钻进时,水量应()。

大于、小于、等于、保持均匀、逐渐增大、逐渐减小。

4、随着合金中钴含量的增加,硬度(),而抗弯强度()。

逐渐提高、逐渐降低、变化不大。

5、硬质合金中碳化钨粒度变细时,硬度()。

降低、增高、不受影响。

6、硬质合金中随着钴含量的增加和碳化钨粒度的增大,冲击韧性()。

提高、降低、变化不大。

7、硬质合金钻进遇水膨胀、粘接性岩石时,应选用(),使钻具与孔壁产生()环状间隙。

大八角钻头、小切削具钻头、负斜镶钻头、肋骨钻头、品字形钻头、自磨式钻头;大的、小8、表镶金刚石钻头钻进坚硬岩石时应采用()的金刚石和()的胎体形状。

细粒、中粒、粗粒;平底形、圆弧形、外锥形、半圆形。

9、孕镶金刚石钻头钻进研磨性地层时应选用()金刚石浓度、()胎体硬度、()的金刚石。

高的、低的;软、中软、硬;细粒、粗粒。

10、金刚石钻进,钻头磨损严重的原因是采用了()。

大压力、高转速、冲洗量不足、临界钻进规程、出刃太小、地层研磨性太强。

11、造成钻孔弯曲的根本原因是()。

A:轴向压力大,钻杆压弯;B、钻具转速高,钻速快;C、冲洗液太大,形成的孔径大;D、粗径钻具偏离了钻孔轴线,地层软硬不均。

12、JJX--3型测斜仪行测量钻孔顶角的原理是()。

A:液面水平原理;B:重锤原理;C:地磁场定向原理;D:孔口定向原理;环测定向原13、均角全距作图法是把()看作直线。

1:全孔;2、两测点之间的钻孔轨迹。

14、钢质滤水管的孔隙率应在()以上。

1、60%;2、50%;3、40%;4:30%;5、20%;6、15%。

15、随着硬质合金中钴含量的增加,相对密度有所硬度逐渐,耐磨性能;而抗弯强度逐渐,同时冲击韧性也。

16、用金刚石钻头在正常规程钻进时,只要冲洗液量适当,胎体温度,功率消耗,则钻头磨损;而到达临界规程以后,则急剧上升,急剧增大,钻头磨损,甚至发生。

17、钻孔弯曲充分而必要的条件是,,。

18、JXY-2型测斜仪是测斜仪。

用测量方位角,用测顶角。

19、冲击回转钻进时,切削具上所受的力有,。

20、填砾是使其在滤水管和砾层之间形成一个人工,以增大滤水管及其周围的有效。

从而达到减少进水时的和稳定结构,增大水井的出水量和延长水井的使用寿命。

21、随着硬质合金中钴含量的增加,相对密度有所,硬度逐渐,耐磨性能;而抗弯强度逐渐,同时冲击韧性也。

22、用金刚石钻头在正常规程钻进时,只要冲洗液量适当,胎体温度,功率消耗,则钻头磨损;而到达临界规程以后,则急剧上升,急剧增大,钻头磨损,甚至发生。

23、钻孔弯曲充分而必要的条件是,,。

24、JXY-2型测斜仪是测斜仪。

用测量方位角,用测顶角。

25、冲击回转钻进时,切削具上所受的力有:1.,2.,3.。

26、填砾是使其在滤水管和砾层之间形成一个人工,以增大滤水管及其周围的有效。

从而达到减少进水时的和稳定结构,增大水井的出水量和延长水井的使用寿命。

27、硬质合金切削具的镶焊方式有、和。

28、硬质合金钻进4-5级以下岩层,以采用为主的规程;钻进6级以上岩层以采用为主的规程为宜。

29、用表镶金刚石钻头钻进坚硬、致密、较难钻的岩层时应选用金刚石和的排列方式,以及水口形式。

30、对于岩矿心采取率的一般要求:岩心不低于,矿心不低于。

如果不足应进行补取。

31、钻孔顶角的测量原理有,。

32、高速旋转的三自由度降螺具有二个重要的特性,,。

33、反循环按照上升液流的方式可分为:,和三种。

34、产生钻孔弯曲充分而必要的条件是:,,。

(3)、简答或论述题1、何谓岩浆岩、沉积岩、变质岩?它们在结构、构造上有何特征?2、试比较岩石的密度、容重和比重之间的差距。

3、岩石的力学性质包括哪几类?试分别说明。

4、试分析说明岩石的强度和硬度之间的关系。

5、根据岩石的变性特性,图示说明脆性岩石、塑性岩石和塑脆性岩石。

6、图示说明岩石的弹性模量、塑性指数。

7、何谓岩石的研磨性?影响岩石研磨性的因数有哪些?8、岩石的弹性模量、抗压强度、硬度在平行和垂直于岩石的层理方向上有何不同?9、何谓岩石的可钻性?划分岩石的可钻性有何意义?10、试列出确定岩石可钻性的几种方法,并评述其优缺点11、碎岩工具与岩石相互作用的主要方法有哪几种?硬质合金钻进、冲击回转钻进、牙轮钻进分属哪一类?12、岩石在外载作用下的破碎变形方式有哪几种?13、图示说明球状切削具在压入岩石时所形成的主压力体和剪切体。

14、何谓机械钻速、回次钻速、技术钻速?15、试述硬质合金钻进的适用范围及优缺点。

16、简述硬质合金切削具在塑性和脆性岩石中的碎岩过程。

17、试述硬质合金的基本组成、力学性质及变化规律。

18、如何确定硬质合金钻头的出刃和镶焊角?19、试述硬质合金钻进中的钻速与转速的关系?并说明确定硬质合金钻进规程的基本原则。

20、试述金刚石单晶、聚晶和复合片钻进的适用范围,并简要说明原因。

21、如何确定金刚石钻进的钻进规程?22、解释表镶钻头中的金刚石的密度,孕镶钻头中的金刚石浓度。

23、试述钢粒钻进的井底工作过程。

24、钢粒钻进的碎岩方式有哪几种主要方式?各有什么特点?25、何谓冲击回转钻进?在钻进过程中一般如何实现冲击回转钻进?26、结合冲击回转钻进的碎岩机理,说明在不同的岩性条件下冲击回转钻进破碎岩石的形式与特点?27、说明阀式正作用、反作用、双作用冲击器和射流式、射吸式冲击器的工作原理。

28、简述冲击回转钻进用钻头有何特点?29、简述钢丝绳冲击钻进的原理与特点?如何匹配其钻进规程参数?30、振动钻进的原理是什么?其钻进工艺因数对钻进效率有何影响?31、何谓岩心采取率?钻进中影响岩矿心采取质量的因素主要有哪些?32、分析说明提高岩矿心采取质量的方法与途径。

33、单层岩心管钻具常用的取心方法有哪些?各方法的适用条件是什么?34、试述双层岩心管钻具的结构类型与特点。

35、何谓绳索取心钻进?其有何优缺点?36、以S—75钻具为例,试述绳索取心钻具的主要结构及其功能。

37、什么是反循环钻进?其对提高岩矿心采取质量有何作用?38、建立冲洗液孔底反循环的方法有哪几种?并简要分析说明其特点及适用条件。

39、喷射式反循环钻具中的喷反元件包括那几个功能结构部分?各部分起什么作用?40、何谓CSR钻进?该方法有何优点?41、解释“钻孔弯曲”“钻孔顶角”“钻孔方位角”“钻孔孔深”“钻孔弯曲强度”。

42、钻孔弯曲的根本原因及其充分必要条件是什么?试分析其存在的必然性。

43、当钻孔轴线以锐角(大于临界角)穿越软—硬—软—……互层时,图示说明钻孔的弯曲规律并分析其原因。

44、钻孔弯曲度测量应满足的条件是什么?顶角与方位角测量一般可利用那些原理?试分析各原理是如何满足测量条件要求的。

45、何谓陀螺马达的“定轴性”“进动性”;其对JTL-1型陀螺测斜仪的工作原理有何作用和影响?46、制定岩石可钻性分级的意义何在?我国目前采用什么指标评价岩石的可钻性?你对此有何看法?47、试就硬岩的物理力学性质,分析硬质合金钻进时钻头结构要素和钻进参数的制定原则。

48、冲击回转钻进为什么能提高在硬岩中的钻进效率?它对钻探质量将产生什么影响?49、无泵钻进原理、特点以及适应的地层。

50、对节理、裂隙发育、破碎、怕冲、怕磨蚀、怕污染等复杂地层钻进,为提高岩矿心的质量和取心率时选择或设计取心工具时应考虑那些机构或装置?51、制定岩石可钻性分级的意义何在?我国目前采用什么指标评价岩石的可钻性?你对此有何看法?52、试就硬岩的物理力学性质,分析硬质合金钻进时钻头结构要素和钻进参数的制定原则53、冲击回转钻进为什么能提高在硬岩中的钻进效率?它对钻探质量将产生什么影响?54、简述无泵钻进原理、特点以及适应的地层。

55、用计算法或图解法求偏心楔的顶角与安装角。

设某孔预计偏斜处顶角Q1为10°,方位角α1为335°,设计偏斜孔顶角Q2为10°30′,方位角为357°。

56、何谓岩石的可钻性?对岩石可钻性进行有何意义?57、请你画出塑脆性岩石的变形曲线,并依图写出岩石的塑性系数K=?58、简述无泵钻进原理、特点以及适应的地层。

59、对节理、裂隙发育、破碎、怕冲、怕磨蚀、怕污染等复杂地层钻进,为提高岩矿心的质量和取心率时选择或设计取心工龄时应考虑那些机构或装置?60、岩石可钻性在钻探生产中有何意义?你对目前岩石可钻性分级方法有何看法?61.试分析金刚石钻进规程确定的基本依据。

62.试分析粗分散泥浆的特点和适应地层。

63.试述实施人工弯曲定向孔应包括哪几个主要环节。

64.在中硬、中等研磨性地层采用硬质合金钻进时,选择或设计钻头时应如何考虑?65.试述无泵反循环钻进特点及适应地层。

66.简要说明岩石层理对岩石的弹性模量、抗压强度和硬度的影响。

67.根据岩石的变形特性,图示说明岩石的三种类型。

68.举例说明碎岩工具与岩石相互作用的主要方式。

69.试述硬质合金的基本成分、力学性质及其变化规律。

70.试述金刚石单晶、聚晶与复合片钻进的适用范围。

71、简述钢粒钻进中的投砂方法及特点。

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