工程钻探绪论

1、主讲人：杜振川 一、一、“工程钻探学工程钻探学”课程的内容课程的内容 二、钻探的基本过程二、钻探的基本过程 三、钻进技术的用途三、钻进技术的用途 四、钻进方法的分类四、钻进方法的分类 五、钻孔及其要素五、钻孔及其要素 六、学习本课程应注意的问题六、学习本课程应注意的问题旋挖钻机钻机(bzx-10) 一、一、“工程钻探学工程钻探学”课程的内容课程的内容 岩石的物理力学性质与碎岩机理岩石的物理力学性质与碎岩机理 钻头与钻进工艺钻头与钻进工艺 钻探质量（钻孔弯曲、取芯等）钻探质量（钻孔弯曲、取芯等） 矿产、水文、工程钻探矿产、水文、工程钻探钻探：是有动力机（电机、柴油机）带动钻机回转，并由钻机供给钻

2、杆柱一定的轴向压力和扭拒，从而使钻头勊取岩石，达到不断向深部钻进获取地质资料的目的。二、钻探的基本过程 绪论岩心钻探全貌 钻探：是有动力机（电机、柴油机）带动钻机回转，并由钻机供给钻杆柱一定的轴向压力和扭拒，从而使钻头勊取岩石，达到不断向深部钻进获取地质资料的目的。二、钻探的基本过程 绪论YZC-500 型车载岩芯钻机 钻探：是有动力机（电机、柴油机）带动钻机回转，并由钻机供给钻杆柱一定的轴向压力和扭拒，从而使钻头勊取岩石，达到不断向深部钻进获取地质资料的目的。二、钻探的基本过程 绪论旋挖式钻机 钻探：是有动力机（电机、柴油机）带动钻机回转，并由钻机供给钻杆柱一定的轴向压力和扭拒，从而使钻头勊

3、取岩石，达到不断向深部钻进获取地质资料的目的。二、钻探的基本过程 绪论石油钻机 二、钻探的基本过程 绪论ZJ30/1700TB石油钻机 石油钻进钻场 二、钻探的基本过程 绪论 2000米深井钻机施工现场二、钻探的基本过程 绪论 超深井钻机施工现场二、钻探的基本过程 绪论工程钻机 施工钻场 二、钻探的基本过程 绪论工程钻机 施工钻场 绪论 绪论 http:/ 海洋钻机 动力机（电机、柴油机）带动钻机回转，并由钻机供给钻杆柱一定的轴向压力和扭拒，从而使钻头勊取岩石，达到不断向深部钻进获取地质资料的目的。 为了提高钻进效率，不断由冲洗泵压入冲洗液，通过钻杆柱送至孔底，降低钻头研磨岩石产生的温度，并把

4、勊取下来的岩粉由冲洗液经钻杆柱与孔壁的环状空间带到地表。二、钻探的基本过程 绪论 为了使钻进工作能够连续不断地进行，即使钻孔向地下深处不断地延伸到预定的地点，必须进行破碎岩石、清除岩屑、破碎岩石、清除岩屑、维护孔壁维护孔壁 3项必需的工作环节。因此，这3者乃是钻探工作的基本作业。二、钻探的基本过程 绪论 随着钻孔的不断延伸钻杆柱逐渐增长，在作业过程中或因需要更换被磨钝的钻头及磨损的钻具，或因需要把钻得的岩心提取上来或因需要把钻得的岩心提取上来，就必须把孔内的钻杆柱和钻具提出孔外；如需继续钻进时，还需把钻杆柱等又重新放入孔内，此时，必须进行升降操作。这样，钻探工作包括：钻进和升降两个必要的基本作

5、业程序钻进和升降两个必要的基本作业程序(或称工序)。二、钻探的基本过程 绪论 在钻探工程中，为了取得实体的地质资料，在钻进工程中要在钻进工程中要求求采取岩心或收集岩屑，这是钻探的一个中心问题和必要环节采取岩心或收集岩屑，这是钻探的一个中心问题和必要环节。 对岩心不仅要求有足够的数量，还要求有不受污染地保持原有的质量、准确无误地测得其在孔中的位置。因此，岩心的采取是钻探工作重要的质量指标之一。 在钻进作业中，实际钻孔往往偏离预定的钻孔中心，而发生孔位偏差，称为钻孔弯曲或孔斜，它也是衡量钻孔质量的另一个重要指标。因此，岩心采取和防止钻孔弯曲是钻探工作的两项重要内容。岩心采取和防止钻孔弯曲是钻探工作

6、的两项重要内容。二、钻探的基本过程 在各种钻进工作中，使用最多的是回转钻进。回转钻进采用回转钻机带动钻杆转动，钻杆的下面装有钻头，钻杆转动时带动钻头一起转动，并给钻头切削具以轴向压力，在回转力的作用下，连续破碎岩石的方法。二、钻探的基本过程 钻进速度是一个系统牲的技术指标，它取决于一系列的因素，在一定的钻进方法中，它与孔底的碎岩状况或所选用的钻进方法和钻进工艺的合理性和先进性。所选用的钻探设备条件与钻进工艺的适应性、计划和组织钻探工作各个环节的科学性，以及钻探人员的技能和素质有着十分密切的关系。二、钻探的基本过程 绪论绪论 随着国民经济的发展，高层和超高层建筑、水利水电、路桥、地质矿产及地质灾

7、害治理等工程建设项目蒸蒸日上。岩土工程作为上述各种建设工程的前期和基础性工作，其从业(包括科研、教学、生产)人员和单位空前增多，技术力量日益壮大，已成为规模庞大的产业。因此，作为提供岩土工程信息资料的一种重要手段钻探工程也日趋发展和现代化。三、钻进技术的用途三、钻进技术的用途绪论绪论 钻探工程是地质构造填图、固体矿产勘探、工程地质和水文地质勘查、石油天然气勘探和各种工程施工中最常用的技术手段。此外，还可以用钻探的方法钻出为大型工程或矿山服务的大口径浅井或探井。三、钻进技术的用途三、钻进技术的用途绪论绪论 1找矿(1)地质普查钻探。为了查明地层性质及产状，了解地层及地质构造，或验证物探资料而进行

8、的普查找矿钻探。(2)地质勘察钻探。为探明矿区的地质构造，矿体的产状、品位、估计矿体储量，为矿产开发提供必要的地质资料。(3)水文地质钻探。查明地下水状态、水质、水量及其运动规律等水文地质资料。三、钻进技术的用途三、钻进技术的用途绪论绪论 1找矿(4)工程地质钻探。为查明桥基、坝基、路基或水库、港口、大型设备、高层建筑的地质基础和地基承载能力等而进行的专门钻探工作。(5)油、气田钻探。为勘探石油及天燃气等矿产而进行的钻探工作。油气田钻探通常也简称为石油钻井。(6)地热钻探。为寻找地下热源而进行的钻探。 (7)海洋钻探。为探明海底下的矿物而进行的钻探。三、钻进技术的用途三、钻进技术的用途绪论绪论

9、 2开采矿产资源 (1)为民用和工业用的普通水资源的开采而钻进的供水井； (2)为民用取暖和工农业用的热水资源的开采而钻进热水供水井； (3)为开发能源而在陆地和海洋上进行的石油和天然气的开采钻井； (4)为开采盐矿而钻的对接孔； (5)为开采垃圾沼气而钻的采气孔。三、钻进技术的用途三、钻进技术的用途绪论绪论 3工程施工 (1)在桥梁建筑中，采用钻孔技术，建筑灌注桩桥墩； (2)为加固水坝，增强地基，防止渗漏，利用钻进技术建筑防渗墙、注浆或钻倒垂孔监测大坝的位移； (3)为高层建筑加强地基采用钻进技术建筑钻孔灌注桩，或为检查灌注桩质量进行抽心钻进： (4)为铺设各种管道进行的非开挖钻进铺管技术

10、； (5)为处理污染采用钻进技术建造曝气井；三、钻进技术的用途三、钻进技术的用途绪论绪论 3工程施工 (6)利用钻进技术建造导弹、卫星发射井： (7)利用钻进技术把核废料或其他有害物埋在地下深部的处理井； (8)代替开凿隧道而进行的大直径钻井或管棚钻进； (9)矿山各种辅助设施孔：如通风孔，疏导地下水孔以及电缆孔等； (10)为安装室内设备(如空调等)而进行的微型孔钻进三、钻进技术的用途三、钻进技术的用途绪论绪论四、钻进方法的分类四、钻进方法的分类 按钻头所用切削材料分类：金刚石钻进、硬质按钻头所用切削材料分类：金刚石钻进、硬质合金钻进、钢粒钻进合金钻进、钢粒钻进 按碎岩方式分类：回转钻进、冲

11、击钻进、冲击按碎岩方式分类：回转钻进、冲击钻进、冲击回转钻进、回转冲击钻进。回转钻进、回转冲击钻进。 按冲洗液循环方式钻进：正循环钻进、反循环按冲洗液循环方式钻进：正循环钻进、反循环钻进、孔底局部反循环钻进钻进、孔底局部反循环钻进 按钻进目的分类：地质钻进、石油钻进、水井按钻进目的分类：地质钻进、石油钻进、水井钻进、工程施工钻进钻进、工程施工钻进绪论绪论五、钻孔及其要素五、钻孔及其要素钻孔要素：即钻孔直径、钻孔方向和钻孔深度。 钻孔的目的不同，钻孔的直径与深度差别很大。 地质勘探钻孔的孔径大致为46150mm；在采矿中，采用大直径钻进竖井，直径可达1l0m；高层建筑桩基施工钻孔直径一般在300

12、mm一2m左右；爆破孔的直径仅为早3545mm。 绪论绪论五、钻孔及其要素五、钻孔及其要素钻孔要素：即钻孔直径、钻孔方向和钻孔深度。 钻孔的目的不同，钻孔的直径与深度差别很大。 钻孔的深度可由几米(地质调查测量用)至数千米(勘探或开采石油用)。目前钻进最深的孔为前苏联钻进的大陆科学钻探孔；孔深达到12 026m以上。我国2001年在江苏王柸镇科学考察钻，设计深度6000m，投资1.5亿。五、钻孔及其要素五、钻孔及其要素钻孔要素：即钻孔直径、钻孔方向和钻孔深度。 钻孔的目的不同，钻孔的直径与深度差别很大。 根据孔深，钻孔可分为： 浅孔，0150m，常用于物探地质调查，水文及工程地质勘查。 中深孔，1501 000m，为勘探一般矿藏时所采用。 深孔，l 000m以上，一般为勘探开发石油以及科学深钻时采用。五、钻孔及其要素五、钻孔及其要素钻孔要素：即钻孔直径、钻孔方向和钻孔深度。 钻孔的方向，有垂直的，也有不同斜度的，还有在一定距离内作特定曲率弯曲的定向孔。在地质钻探中，一般多用垂直孔，或有一定斜度的直孔，而在地下坑道钻探时可钻水平孔或垂直向上的孔。某些时候会在一个孔内钻出几个不同方向和斜度的钻孔，称为多分支定向孔。六、学习本课程应注意的问题六、学习本课程应注意的问题 1.理论联系实际，课本描述性语言多, 注意总结,结合