钻探工艺2013年培训课件

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1、引言钻探指的是用机具钻孔取样，判定地层地质情况、获取地质信息的作业。钻探技术发源于中国四川，其首要作用是找水喝，其次是找盐吃。钻探技术堪称是我国四大发明之后的第五大发明。目的就是取盐。钻探是地质勘探工作中的不可缺少的一项重要技术手段。用机器从地表向地下钻形成圆柱形孔就叫钻孔，用各种方法使钻孔不断向下延伸的过程叫钻进。钻孔的作用：用以鉴别和划分地层。从钻孔中不同深度处取得岩心、矿样、土样进行分析研究；确定岩层、矿物的储量、所处位置、矿物的种类及品质等；用以测定岩石和土层的物理、力学性质和指标，提供设计需要；下入仪器获取地球地层内部信息。钻探工程所用钻机

2、主要分为回转式、冲击式及冲击回转式等几种。钻探工程按钻孔用途可分为：①固体矿产钻探；②石油天然气钻探；③水文地质钻探。④地热钻探。⑤工程地质钻探；⑥科考钻探；以及大口径灌注桩成孔。孔深几百米～几千米。第一章：钻探技术与规程（钻探工艺）第一节、硬质合金钻进利用镶焊在钻头体上的硬质合金切削具作为破岩的工具，这种钻进方法称作硬质合金钻进。（一）、硬质合金钻进特点1、由于切削具固定在钻头体上，它可以钻进任意倾角的钻孔，不受孔内、孔径孔深的限制。所钻出孔壁及岩心其直径比较一致，表面光滑，这对于安全钻进和保证取心是有利的。2、可以根据不同的岩性和要求，合理设计和

3、选择钻头的结构，以便在不同的地层都取得良好的效果和满足工作的要求。3、钻进中，操作简单、规程参数的允变范围大、容易掌握。4、较容易保证钻孔质量、岩心采取率较高、孔斜较小。（二）影响硬质合金钻进的主要因素301、岩层性质：如硬度、研磨性、裂隙性、不均匀性及岩层的硅化程度。2、钻头的结构：如硬质合金的切削刃的硬度、强度韧性和抗磨性能，硬质合金切削具的形状、规格、切削具在钻头上的排列形式、数量镶焊方法及镶焊的质量等。3、钻进时的操作技术及钻进规程：如钻压、转速、泵量等。（三）硬质合金钻头的选择和使用1、取心硬质合金钻头的规格必须符合《地质钻探钻头图谱》中标

4、准图纸的要求。应根据钻头直径、岩石性质和所钻进岩层的最高的生产指标(机械钻速、回次进尺、钻头进尺)和经济指标(钻头成本、使用次数)选择钻头上切削具的数量、出刃大小、镶焊角度及刃尖角。钻头的内、外、底出刃应对称、平整，镶焊要牢固，不合格者，不准使用。旧钻头经修磨合格后方能再用。2、针状硬质合金钻头体不得短于95毫米。与金刚石钻头交替使用的针状硬质合金钻头，内外出刃应与相应的金刚石钻头一致。3、相邻回次的硬质合金钻头内外径不得相差过大。4、钻头下入钻孔后，应慢速、轻压扫孔到底，再逐渐加足所需压力。钻进硬岩层时严禁在压力不足的情况下单纯加快转速。5、合理掌

5、握回次提钻长度。要根据钻头的磨损情况，改进下一个回次的钻进技术参数。6、孔内残留岩心在0.5米以上或有脱落岩心时，必须用旧钻头处理，不得下入新钻头。7、下钻中途遇阻，不得猛墩，可用钳子扭动钻杆或开车试扫。针状硬质合金钻头下钻遇阻，经采取上述措施无效时，要换普通钻头处理。8、拧卸钻头时，严防钳牙咬伤硬质合金、合金胎块或夹扁钻头。严禁用大锤敲击钻头。30（四）硬质合金钻进技术参数硬质合金钻进技术参数见表1。表1：不同岩层钻进技术参数范围表岩石级别钻进技术参数钻头压力转速（r/min）泵量（L/min）取心钻头（kg/粒）刮刀钻头（kg/cm2）1～4级5

6、0～60100～120200～350﹥805～6级部分7级80～120120～150150～250﹥80注：（1）针状硬质合金块每块能承受的压力为150～200公斤；（五）硬质合金钻进注意事项1、钻进中要保持压力均匀，不得无故提动钻具或变更钻进参数。倒杆后开车时，应降低孔底压力。发现孔内有异状，如糊钻、憋水或岩心堵塞时，经处理无效，应立即提钻。2、取心时要选择合适的卡料或卡簧。投入卡粒后应冲孔一段时间，待卡粒到达钻头部位后再开车，采心时，不要频繁提动钻具。3、孔底有硬质合金碎片时，必须设法捞净或磨灭。4、使用肋骨钻头或刮刀钻头钻进时，应及时划眼。第二

7、节、钢粒钻进（一）钢粒钻进的概念用未镶焊切削具的钻头压住钢粒或钢砂并劳动它们在孔底翻滚而破碎岩石的钻进法称作为钢粒钻进。（二）钢粒钻进存在的缺点1、孔底破岩过程本身限制了钻速的继续提高；2、磨料（钢粒）和管材消耗量大；3、钻探质量较差、采心率不高、钻孔弯曲过大。(三)钢粒钻进主要注意事项301、钢粒钻进时必须使用取粉管，长度不小于1.5m，便于钻进时取粉。2、钻进中孔底钱残留岩心不宜超过0.3m。如超过时请及时冲孔取捞，否则影响钻进效率。3、刚下套管不准使用钢粒钻进防止卡钻和跑管事故发生。4、钢粒钻进时水量的大小直接影响到钻进效果，要合理地掌握。第三

8、节、金刚石钻进（一）金刚石的特性1、硬度高：是世界上已发现的矿物中硬度最高的，其莫氏硬度为10级，是合金片的