岩心钻探工艺
岩心钻探工艺
一、前言
钻探工程是获得地下蕴藏的真实地质资料（如岩、矿、地温、地下水等）和直接信息的一种技术。通过钻探可对所取得的地质和矿产资源参数作出最终可靠的评价。
探矿工程包括钻探工程、坑探工程、矿产管理、安全技术等多方面的技术，其中以钻探工程的工作量为最大，作业范围也很广。钻探工程包括钻进工艺和钻探设备两方面。两者之中，以钻进工艺为主，钻探设备是实现钻进工艺要求的专业机械设备，它对钻进工艺具有重要的保证作用。
新中国成立后，百业待兴，党和政府十分重视地质勘探工作，1952年成立了地矿部，建立了探矿科研和设计机构，开展了钻探科学技术的研究和新设备的研制，建立了探矿机械厂和地质仪器厂，创建了地质院校，举办了专门训练班，培养了大批的钻探技术人才，成立了专业的地质队伍，钻探技术有了飞速的发展，技术水平不断提高。钻探工作者不断努力辛勤劳动取得了卓越的成就，1956年3 月3 日至6 月22 日，我国第一口定向双筒井钻成；1963年人造金刚石研制成功，并用于制造金刚石钻头，开启了中国人造金刚石钻进的篇章；1974年6月，我国第一条钻井船——“勘探一号”，在黄海试钻成功，谱写了海上油气钻探的新篇章；1978 年我国第一条坐地式钻井船——“胜利一号”开始作业。矿山勘探成果显着，有六十多种矿产取得了可供工业设计使用的储量。先后建立了石油、煤炭、钢铁、有色金属、化工产品等大型矿产基地，形成了能源与原材料矿产品的强大供应系统，推动着我国工农业生产、国防科技、国民经济等蓬勃发展，国家日益强盛，人民生活水平不断提高，中国从此摘掉了一穷二白的贫穷帽子。
改革开放以来，由计划经济转向市场经济，钻探工作的服务领域发生了巨大变化，钻探技术迅速向水利、建筑基础工程、地质灾害防治、环境调查保护等诸多领域拓展。钻探技术已经紧紧融入了我们的生活：建造高楼大厦需要钻探技术提供地层的承载力、边坡治理需要钻探技术锚固、桥基、坝址、水库、路基建设需要钻探技术提供支撑，地灾评估需要钻探技术提供依据，石油、天然气、矿产的勘探及开采需要钻探技术提供资料，开发地下热水、热能、坑道掘进指示孔、探气孔、深水孔、通风孔、投料孔、灌浆孔、避难孔以及建筑安装管线的钻孔等都离不开钻探技术，钻探技术的发展与一系列国计民生重大事业密切相连与国家繁荣富强息息相关。特别是国家重大科学工程---中国大陆科学钻探工程“科钻一井”的圆满完成对提高我国的岩心钻探工艺水平起到了极大的促进作用。我国于1991年由原地矿部开始组织中国大陆科学钻探先行研究，1995年国务院批准我国加入国际钻探组织，1996年我国成为第三个发起国之一。钻探这双眼睛已经越来越重要，而且越看越深。
工程地质钻探培训课件
第一节 工程地质钻探
按钻探目的不同，分为工程地质钻探和工程施工钻探。
工程地质钻探主要用于各种工程的勘察，如高层建筑、桥梁、水库、码头、地下铁路、越江和越海隧道等基础勘察。用钻探的方法作为某种工程施工手段的工程钻称之为工程施工钻。
早期工程钻探技术采用岩心钻探、水井钻探和石油钻探的设备和工艺。随着工程建筑、交通、水电等事业的发展，用于各项工程钻探的工作量日益增加，为满足不同需要，工程钻探的设备和工艺呈现出多样化及专用化，且已成为钻探技术的一个重要组成部分。
一、概述
1、钻探的目的
揭露并划分地层，鉴定和描述岩土性质和成分；了解地质构造和不良地质现象的分布、界限及形态等；自钻孔中采取岩土样品，确定岩土的物理力学性质；了解地下水的类型，测量地下水水位，采取水样，分析地下水的物理和化学性质；利用钻孔进行孔内原位测试(如十字板剪力试验、旁压试验、标准贯入试验等)、水文地质试验(如抽水试验、压水试验等)和长期观测等。
2、工程地质孔的类型：测绘孔；勘探孔；控制孔；实验孔。 3、钻探的特点
工程地质钻探既不同于固体矿床钻探(岩心钻探)，也不同于水文地质钻探，其主要特点有以下几点： ①工程地质钻探主要是在覆盖层中，孔深较浅，一般在50m以内。孔径依照工程地质勘察的目的而定，其变化范围较大。 ②在钻进过程中，不仅查明岩土的种类和性质、岩土的层位和厚度等一般地质、岩土特征，还要查明岩土的原状性。如岩土的裂隙程度、密实程度、含水情况及风化特点等。钻进过程中要连续或间隔地用取土器采取原状样品。
③孔内要进行各种试验工作，占用的时间较多，往往比钻进的时间还要长；钻进条件变化大，勘察对象分散。 ④完孔时必须止水，以封闭地下水循环的人工通道。
二、钻探设备
随着工程地质勘察规模的增大和地下建筑的发展，适宜于工程地质钻探的钻机也在不断地发展。从初期的手摇钻机及利用岩心钻机进行工程地质钻探，发展到专门进行工程地质钻探的钻机。这种钻机的种类较多，其功能各异，以适应不同的岩土钻进。
钻探工艺技术
1、硬质合金钻进工艺
硬质合金钻进是指利用镶焊在钻头体上的硬质合金作为破碎岩石的工具的钻进方法，适合钻进中等硬度以下的岩层。硬质合金钻头类型较多，主要采用的钻头类型为直镶大八角硬质合金平面钻头，钻头直径分别为Φ130和Φ110。该类型钻头优点是适应钻进中硬及中硬以下地层。在钻进地表以下第四系地层和部分强风化基岩破碎带时效果较好，经济俭省。
2、金刚石钻进工艺
小口径金刚石钻进是目前钻进方法中效率较高的一种钻进方法。它具有钻进效率高、钻孔质量好、劳动强度低、孔内事故少、钻探成本低及应用范围广等优点，适宜在中硬及硬岩以上岩层采用。
矿田地层主要为泥质砂岩、变质砂岩、花岗斑岩和花岗岩等。根据地质情况，选用的金刚石钻头以人造孕镶金刚石钻头为主，分别为Φ110单管钻头、Φ91单管钻头、Φ91双管钻头、Φ75双管钻头，钻头金刚石含量为100% ，胎体硬度在HRC30～40左右。配套使用单、双管聚晶金刚石扩孔器。钻头使用时严格按照排队原则使用，并强调与钻具合理配合：如钻杆直径、扩孔器外径、卡簧内径等。钻进时注意选择钻进规程参数和泥浆性能参数，并采取有效的防震减震措施，提高钻头寿命。矿区采用的钻进规程参数详细情况如表2-5。
采用的金刚石钻进规程参数表 表2-5
钻头直径 mm
参数 110 91 75 备注
钻压（kg） 700～1000 600～850 400～800
转速（r/min） 250～517 355～517 415～765
冲洗液量（L/min） 50～80 35～60 35～52
进行金刚石钻进操作，应特别注意以下几点：一是起下钻注意防止磕碰钻头；二是必须保持孔内干净；三是保持孔径规矩，减少钻头扩孔磨损；四是采取防震减震措施；五是防止岩心堵塞；六是注意控制钻进参数，防止烧钻；七是每次起钻后，要仔细检查钻头情况和岩心状况。
钻探工操作培训课件
钻探工操作培训课件
随着石油和天然气资源的日益枯竭，深水钻探等复杂环境下的石油勘探和开采成为当今石油行业的重要挑战。而钻探工作作为石油勘探和开采的核心环节，对于钻井设备的操作熟练程度和安全意识的提高至关重要。因此，钻探工操作培训课件的编制和使用变得越来越重要。
一、课件的编制目的
钻探工操作培训课件的编制目的在于提供一种系统的、易于理解和掌握的学习工具，以帮助钻探工人员掌握必要的知识和技能，提高工作效率和安全意识。通过培训课件的使用，钻探工人员可以更好地理解和掌握各种钻探设备的操作原理和步骤，从而提高操作技术和工作质量。
二、课件内容的安排
1. 钻探工作基础知识
在钻探工作操作培训课件的开头，可以安排一些基础知识的介绍，包括石油勘探和开采的基本概念、钻井设备的分类和组成部分等。这些基础知识的介绍可以帮助钻探工人员对整个钻探过程有一个整体的了解，为后续内容的学习打下基础。
2. 钻井设备的操作原理和步骤
接下来，可以详细介绍各种钻井设备的操作原理和步骤。例如，钻头的选择和安装、钻柱和钻杆的组装和拆卸、钻井液的配制和循环等。通过对这些操作原理和步骤的介绍和演示，钻探工人员可以更好地理解和掌握各种设备的使用方法，提高操作技术和效率。 3. 钻探现场的安全措施
在钻探工作中，安全意识和安全措施的重要性不言而喻。因此，在培训课件中应该加入一些关于钻探现场安全措施的介绍，包括个人防护装备的使用、现场安全规范的遵守等。通过对这些安全措施的介绍和演示，钻探工人员可以增强自己的安全意识，降低工作风险。
4. 钻探故障排除和维护
钻井设备在使用过程中难免会出现一些故障，因此，钻探工人员需要具备一定的故障排除和设备维护的能力。在培训课件中，可以加入一些关于钻探设备故障排除和维护的内容，包括常见故障的识别和解决方法、设备的日常维护等。通过对这些内容的学习，钻探工人员可以更好地应对设备故障，提高工作效率。
