《工程钻探》课程教学大纲

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《工程钻探》课程教学大纲

英文名称:Engineering Drilling

课程编码:081420020

总学时:32 实验学时:0 学分:2

适用对象:地质工程专业学生

先修课程:《构造地质学》、《矿物岩石学》、《土力学》、《工程地质学》、《水文地质学基础》、《材料力学》和《第四纪地质学及地貌学》等。

大纲主撰人: 大纲审核人:

一、课程性质、目的和任务

1. 本课程为地质工程专业大学本科生选修的一门专业选修课程。

2. 本课程主要讲述钻探过程中的基本工艺原理、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,应对一个项目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项目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、教学内容及要求

第1章:绪论

授课学时:1

基本要求:

1-1 了解地质勘探工作的阶段。

1-2 了解钻探过程的分类(按服务内容)。

1-3 了解钻探工程的基本过程。

重点:勘探工作的阶段即钻探工程的基本过程。

难点:钻探工程的基本过程。 第2章:岩土的物理力学性质及其破碎机理

授课学时:7

基本要求:

2-1 了解岩石的物理力学性质

2-2 了解土的物理力学性质

2-3 掌握岩石在外载作用下的破碎机理

2-4 掌握岩石的可钻性指标及坚固系数

重点:岩石在外载作用下的破碎机理、岩石的可钻性指标

难点:岩石在外载作用下的破碎机理

第3章:设备与钻具

授课学时:4

基本要求:

3-1 了解钻杆的结构及功能

3-2 了解钻塔的结构、功能及安装方法

3-3 掌握各类钻机的功能、特点

3-4 了解各类钻探用泵的结构、功能特点

重点:各类钻机的功能、特点、各类钻探用泵的结构、功能特点

难点:各类钻探用泵的结构、功能特点

第4章:回转钻进工艺与钻头

授课学时:6

基本要求:

4-1 了解硬质合金钻进的孔底碎岩过程

4-2 了解硬质合金钻头

4-3 了解钻进用金刚石钻头与孔底碎岩过程

4-4 了解金刚石钻头与扩孔器

4-5 了解钢粒钻头与孔底碎岩过程

4-6 了解牙轮钻头及其孔底碎岩过程

4-7 了解全面钻头

4-8 了解钻进效果指标与钻进规程参数之间的关系

4-9 了解硬质合金钻进工艺 4-10 了解金刚石钻进工艺

4-11 了解钢粒钻进工艺

4-12 了解牙轮钻进工艺

4-13 了解全面钻头钻进工艺

重点:硬质合金钻进的孔底碎岩过程、钻进用金刚石钻头与孔底碎岩过程、金刚石钻头与扩孔器

难点:金刚石钻头与扩孔器

第5章:冲击钻进钻头与工艺

授课学时:4

基本要求:

5-1 了解液动与气动冲击器

5-2 了解冲击回转钻进用钻头

5-3 了解冲击回转钻进工艺

5-4 了解钢丝绳冲击钻进与振动钻进工艺

重点:液动与气动冲击器、冲击回转钻进工艺、钢丝绳冲击钻进与振动钻进工艺

难点:液动与气动冲击器、冲击回转钻进工艺

第6章:钻孔冲洗介质

授课学时:2

基本要求:

6-1 了解钻进泥浆的分类与造浆粘土

6-2 了解粘土水化分散与泥浆体系稳定原理

6-3 了解泥浆性能及其测试方法

6-4 了解泥浆的设计与配置

6-5 了解砂、砾层中使用的泥浆

6-6 了解硬岩钻进用泥浆

6-7 了解耐高温泥浆与高、低重度泥浆

重点:泥浆的分类与造浆粘土、泥浆的设计与配置、砂、砾层中使用的泥浆

难点:泥浆的设计与配置

第7章:护壁堵漏

授课学时:4 7-1 了解复杂地层分类

7-2 了解井壁稳定分析

7-3 了解井眼漏涌水的研究、测试

7-4 了解遇水不稳定岩层的研究

7-5 了解水泥护壁堵漏

7-6 了解化学浆液与惰性材料护壁堵漏

重点:复杂地层分类、井壁稳定分析、水泥护壁堵漏、化学浆液与惰性材料护壁堵漏

难点:复杂地层分类、水泥护壁堵漏

第8章 钻孔弯曲

授课学时:2

基本要求:

8-1 了解钻孔空间位置要素

8-2 了解钻孔弯曲的原因和规律

8-3 了解钻孔弯曲的测量及仪器

8-4 了解钻孔弯曲的预防和纠正

重点:钻孔空间位置要素、钻孔弯曲的原因和规律、钻孔弯曲的测量及仪器

难点:钻孔弯曲的原因和规律、钻孔弯曲的测量及仪器

第9章:钻探取样

授课学时:2

基本要求:

9-1 了解岩土芯采取的技术要求及影响因素

9-2 了解单层岩芯管取芯工具

9-3 了解双层岩芯管钻取岩芯

9-4 了解绳索取芯钻进的优缺点及应用范围

9-5 了解绳索取芯钻具

9-6 了解冲洗液孔底反循环钻进取芯

9-7 了解冲洗液全孔反循环钻进取芯

重点:岩土芯采取的技术要求及影响因素、单层岩芯管取芯工具、双层岩芯管钻取岩芯、绳索取芯钻具、冲洗液孔底反循环钻进取芯

难点:岩土芯采取的技术要求及影响因素、单层岩芯管取芯工具、双层岩芯管钻取岩芯 四、学时分配

课程总学时为32,其中理论学时32,实验学时0。

章 内容 讲课 实验课 习题课 实践课 总学时

1 绪论 1 1

2 岩土的物理力学性质及其破碎机理 7 7

3 设备与钻具 4 4

4 回转钻进工艺与钻头 6 6

5 冲击钻进钻头与工艺 4 4

6 钻孔冲洗介质 2 2

7 护壁堵漏 4 4

8 钻孔弯曲 2 2

9 钻探取样 2 2

合计 32 32

五、推荐教材及参考书

教材:《岩土钻掘工程学》鄢泰宁主编 中国地质大学出版社 2001年

参考书:《岩芯钻探学》汤凤林等主编 中国地质大学出版社 1997年

《岩土工程钻进原理》姚爱国等主编 中国地质大学出版社 2000年

六、课程考核

课程成绩中期末考试成绩占70%,平时成绩占30%。期末考试分笔试和机试两部分进行。