现代钻探技术.ppt

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1、一、钻探施工过程1、钻孔的概念钻孔是从地表(或坑道中)向岩石中开凿的圆形断面的空间，一般具有较小的直径和较大的深度。直径在25～500mm之间，称为钻孔。钻孔的深度从数厘米到数千米，目前的钻孔深度已超过10000m。钻孔包括孔口、孔底、孔壁。8/12/20211现代钻探技术一、钻探施工过程2、钻探施工的主要工序钻进按下列工序进行：用升降机把钻具下入孔内；连接好所有接头，开泵；给钻具加压，并带动其回转，破碎岩石；提钻取心或更换钻具；下钻继续钻进；钻进一段时间后及时测斜；提出全套钻具，停钻；封孔。8/12/202

2、12现代钻探技术二、钻探工程的应用范围和分类(一)钻探方法的分类1、根据钻进时取心的特点分类——岩心钻探和不取心(无岩心、无心、全面)钻探。2、根据钻孔用途分类——按钻探的应用范围分出相应类型。3、根据钻孔中心线的倾角和方位角分类——垂直孔(上、下垂)、下斜孔、上仰孔、水平孔。4、根据钻孔位置的分类——地表钻探、水上(河、湖、海)钻探、地下坑道钻探。8/12/20213现代钻探技术二、钻探工程的应用范围和分类(一)钻探方法的分类5、根据钻孔布置方法分类——丛状钻探(图1.2)、多井筒钻探(图1.3)、多孔底钻

3、探(图1.4)。图1.2丛状布孔图1.3多井筒布孔图1.4多孔底布孔8/12/20214现代钻探技术二、钻探工程的应用范围和分类(一)钻探方法的分类6、根据破岩形式分类(1)物理方法破岩：①高温（1400℃～3500℃）、高压（200~250MPａ）破岩；②用超声波和低声波破岩；③用爆破、高压水射流等方法破岩。(2)化学方法破岩：此法使用较少，如溶解、软化岩石等。(3)机械方法破岩：使用最为广泛，其分类如图1.5所示。8/12/20215现代钻探技术二、钻探工程的应用范围和分类(一)钻探方法的分类7、根据钻进

4、使用的冲洗液分类清水钻进；乳化液钻进；泥浆钻进(含加重泥浆)；饱和盐溶液钻进(钻盐井，以防溶解岩心和孔壁)；空气钻进；泡沫钻进；雾化钻进；充气泥浆钻进(降低泥浆比重，以防漏失)。8/12/20216现代钻探技术二、钻探工程的应用范围和分类(一)钻探方法的分类8、根据冲洗液循环方式分类钻孔冲洗液的循环方式示意图如图1.5所示。冲洗液正循环钻进冲洗液反循环钻进全孔反循环钻进孔底局部反循环钻进图1.5钻孔冲洗液的循环方式a-全孔正循环；b-全孔反循环；c-孔底局部反循环.1-来自泵；2-往冲洗液沉淀系统8/12/

5、20217现代钻探技术第二章　岩心钻探设备第一节钻机第二节泥浆泵第三节动力机第四节钻塔及其附属设备8/12/20218现代钻探技术第一节　钻　机一、钻探工艺对钻机功能的基本要求1、提供使钻杆柱及碎岩钻具(钻头)破岩所需的回转动力；2、提供钻具克入岩石的压力，并能调节；3、具有起下钻具的能力。二、钻机的类型用于岩心钻探的钻机分为：机械式钻机(包括立轴式钻机和转盘钻机)、全液压钻机。当然还有旋挖钻机、车装钻机、履带式钻机。8/12/20219现代钻探技术XY-4型立轴式岩心钻机GPS—15型转盘式钻机8/12/2

6、02110现代钻探技术G-3型全液压钻机全液压坑道钻机8/12/202111现代钻探技术旋挖钻机旋挖钻机8/12/202112现代钻探技术车装钻机履带式跟管钻机8/12/202113现代钻探技术一、钻塔3、钻探的类型按制造钻塔的材质分类金属钻塔木质钻塔按钻塔的构造分类三角钻塔四角钻塔两脚轻便钻塔桅杆式钻塔二、钻塔的附属设备天车游动滑车提引钢丝绳梯道安全栏杆或土电梯简易场房防雨天棚盖避雷针8/12/202114现代钻探技术带普通手摇辘的三脚架8/12/202115现代钻探技术两脚轻便钻塔1-下主腿；2-中主腿；

7、3-上主腿；4-副腿；5-天车帽；6-天轮；7-天轮轴；8-绷绳；9-塔衣绷绳；10-活动工作台四角钻塔1-上部工作面活动棚顶；2-上部工作面；3-活动棚顶；4-玻璃窗；5-塔外安全挂梯8/12/202116现代钻探技术桅杆的结构及竖立形式a-整体竖立式；b-折叠式；c-伸缩式角钢四脚斜塔结构示意图8/12/202117现代钻探技术一、钻进工具钻进工具常指水接头、主动钻杆、钻杆、钻铤、液动(风动)冲击器、岩心管、扩孔器、异径接头、取粉管、套管、钻头等。右图为钻具在孔底的连接情况。孔内钻具连接情况示意图8/12

8、/202118现代钻探技术金刚石钻进用的岩心钻具钻粒钻进用的岩心钻具1-钻头；2-提断外壳；3-提断弹簧；4-岩心管；5-异径接头；6-钻杆1-钻粒钻头；2-岩心管；3-异径接头；4-岩粉管；5-钻杆8/12/202119现代钻探技术第二节开孔工作一、钻孔的结构及其选择钻孔结构是由孔口、孔深、孔壁等要素组成。在实际钻进中遇特殊情况，可适当调整钻孔的结构，但应满足地质或工程要求。右图5-2为常见的钻孔