岩土钻掘

1.钻具的组成：钻头、岩芯管、取粉管、钻杆柱、接头、钻铤、主动钻杆、水笼头

2.钻杆柱的功用：传递动力（钻压、转矩）、通道（冲洗液、矿岩心、卡料或仪器等）

3.钻探设备组成：钻探设备包括钻机、泥浆泵、钻塔和动力机等。

4.冲击器：阀式正作用液动冲击器、阀式反作用液动冲击器、阀式双作用液动冲击器

5.影响冲击回转钻进效率因素:钻压、转速、冲击功、冲击频率

6.工程质量指标：岩矿芯的采取与整理、钻孔弯曲度、校正孔深、简易水文观测、原始报表、封孔

7.顶角测量原理：液面水平原理、重锤原理

8.方位角测量原理：地磁场原理、地面定向原理

9.冲洗液的作用：冷却钻头、润滑钻具、携带岩屑、保护孔壁

10.冲洗液的类型：清水、泥浆、空气、泡沫、乳状液等

11.泥浆的主要性能：失水能、造壁能、触变性、静切力、粘度、含砂量、胶体率、PH值

12.桩的类型：钻孔灌注桩、管桩、旋喷桩、地连墙、预制桩等

13.按桩的承载性质分类：摩擦桩、端承桩

14钻孔灌注桩成桩工艺：下导管、清孔、下钢筋笼、灌注砼

15.临时止水：桐油石灰止水、橡胶制品止水

16.永久止水：粘土止水、水泥止水

17.水文水井成井工艺：破壁-换浆-探井、下管、填砾、止水、洗井、抽水试验

18.油、气井钻井特点:井眼直径大；钻井深；井底温度高；设备配套复杂

19.固井工程包括:下套管和注水泥

1.机械钻速：单位纯钻进时间内所钻钻孔的进尺量。

2.钻孔结构：指构成钻孔剖面的技术要素

3.岩石可钻性：指岩石被碎岩工具钻碎的难易程度。

4.顶角：钻孔轴线的切线与铅垂线的夹角。

5.方位角：钻孔轴线的水平投影与正北方向之间的夹角（顺时针）。

6.失水能：表示泥浆失水多少的性能称为失水能。

7.造壁能：在泥浆失水的同时，泥浆中的一些较大的黏土颗粒附着在孔壁岩石上，形成一层泥皮，泥浆的这种能力称为造壁能。

8.硬合金钻进：采用具有相当硬度的硬质合金做碎岩切削具的一种钻进方法。

1.钻探工作的内容：

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。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

结束阶段：封孔；拆迁；资料统计、对比、总结

2.硬合金钻进井底碎岩过程：钻进塑性、脆性岩石特点

①钻进塑性岩石的特点：（1）钻进平稳，无明显的跳跃性（2）切削槽宽与切削具宽度相等（3）能够形成连续的岩屑

②钻进脆性岩石的特点：（1）跃进式破碎（2）切槽的宽深大于切削具的宽与高（3）破碎岩屑不连

3.硬合金钻进钻进规程参数的合理配合：

①松软岩石：中压、快速、大泵量优质泥浆，肋骨钻头。

②中硬岩石：大压、中速、中泵量掏槽钻头，可用清水；

③硬岩：大压、低速、中泵量自磨式钻头，密集式钻头。

③裂隙性岩石：低压、中速、中泵量掏槽钻头，八角柱状钻头

4.金刚石钻进

（1）碎岩机理：表镶钻头金刚石刃的碎岩作用（压裂压碎作用（崩离）、切削作用（犁入）、拉断作用）

（2）钻头的选择和应用：①表镶钻头：中粒、粗粒用于坚硬完整岩层。②孕镶钻头：细粒、粉粒用于坚硬或破碎岩层。③复合片钻头：厚为0.5mm聚晶金刚石层用于中硬岩

（3）使用要求：①分组排队使用，先用外径大的，内径小的；②注意钻具组配，钻杆直径尽量与钻头直径接近

；③合理控制时效，一般为3m/h

（4）钻进规程参数确定：（三个指标）①钻进速度：钻压↑，钻速↑，金刚石耗量↑②钻头的总进尺

③单位进尺金刚石的消耗量

5.冲击回转钻进

（1）主要特点：钻头在静压作用下，由纵向冲击动载和回转切削共同作用而破碎岩石。

（2）冲击回转钻进应用范围：中硬岩层效果好，６－８级、部分９级岩石钻进效率高；对于粗粒不均质岩层效果明显；易斜、打滑地层钻进效果好。

（3）阀式正作用液动冲击器：

①定义：以液压推动冲击锤下行而进行冲击、而用弹簧恢复其原位，称之正作用液动冲击器。

②特点：利用限制座使得活阀与冲锤分开；冲锤作功借助于液体压力；冲锤作功时，锤簧抵消一部分能量。

工作原理：（1）闭阀启动加速运行阶段（2)自由行程阶段(3)冲击阶段(4)回返行程阶段

6.对岩矿芯采取的基本要求：

对岩矿芯采取的基本要求是力求准确地从孔中采出能够全面代表相应孔段岩矿层的岩矿芯，在数量上要有足够的体积，在质量上能够保持原生结构和含矿品位。

（1）岩矿芯采取率：一般要求：岩芯不低于65％，矿芯不低于75％。如果不足，应进行补取。采取率=岩矿芯长度\实际进尺*100%

（2）完整性：采取的岩矿芯尽量避免人为破碎、颠倒和扰动。要求保持原生结构和原有品位，以便划分矿石类型，观察矿物原生结构和共生关系。

（3）纯洁性：采取的岩矿芯不受外物的浸蚀、污染和渗进，以免影响矿石的品位、品级和物理性质。

（4）避免选择性磨损：矿芯的选择性磨损，会使其内在物质成分发生变化，造成矿物人为贫化或富集，歪曲原品位和品级。

（5）取芯部位准确：采取岩矿芯的位置准确，是为了得到岩矿层准确的埋藏深度、厚度和产状，以准确地计算矿产储量和确定其地质构造。

7.单层岩芯管钻具取芯方法

卡料卡取法：适应地层：硬和中硬、完整、致密的岩矿层

适应钻进方法：硬合金钻进或钢粒钻进

卡簧卡取法：适应地层：岩芯完整、直径均匀的硬和中硬岩矿层

适应钻进方法：针状硬质合金钻头钻进、金刚石钻进

干钻卡取法：适应地层：松散、软质和塑性岩矿层

适应钻进方法：硬合金钻进

沉淀卡取法：适应地层：松软、脆、碎的岩矿层

适应钻进方法：反循环钻进

8.钻孔产生弯曲

必要充分条件：（1）存在孔壁间隙，为粗径钻具提供偏倒(或弯曲)的空间；（2）具备倾倒(或弯曲)的力，为粗径钻具轴线偏离钻孔轴线提供动力；（3）粗径钻具倾斜面方向稳定。

钻孔弯曲的原因及预防：

原因：（1）地质因素：岩石各向异性、软硬互层、松散、溶洞地层;（2）技术因素：设备安装、钻具结构;（3）工艺因素：钻进方法、钻杆柱工作状态、钻进规程参数

预防：（1）根据地层规律设计钻孔

①对于松散破碎地层，大裂隙、大溶洞发育的地层，应尽量避免打斜孔，应设计直孔或大倾角的钻孔。

②对于软硬互层、层理片理发育地层，所设计的钻孔方向应力求与层理面垂直。

③根据已钻过的钻孔弯曲规律，设计初级定向孔。

（2）确保设备安装质量

①钻机安装要平稳。

②地基要稳固，其中填方不得超过1/3。

③天车、主轴、孔位三点应在一线。

④开孔倾角、方位角应严格按设计要求

（3）选择合理的钻进工艺措施

①尽量采取小口径金刚石钻进，以减少孔壁与钻具的环状间隙。

②在破碎地层钻进时应采用小的钻压，防止因钻杆弯曲敲打孔壁造成坍塌掉块而使孔径扩大。

③在松散、破碎地层钻进时，应采用优质泥浆护孔，防止孔壁坍塌造成的孔径扩大。

④换径钻进时，必须带有与原孔径同级的导向钻具，以保证换径后钻孔的同心度。