鉆探工程基本概念

鉆探工程基本概念鉆探工程1.鉆頭；2.巖心；3.巖心管；4.異徑鉆頭；5.鉆桿柱；6.孔口管；7.鉆機；8.回轉(zhuǎn)器；9.卡盤；10.提引水龍頭；11.游動滑車；12.鋼絲繩；13.天車；14.塔腿；16.升降機；17.高壓膠管；18.水泵；19.電動機；20.循環(huán)槽；21.沉淀池；22.接收箱；23.吸水管；24.指重表；25.立根臺2023/2/1中國地質(zhì)大學(xué)工程學(xué)院張曉西3鉆探技術(shù)方法分類1按鉆進方式分沖擊鉆進回轉(zhuǎn)鉆進古時：竹篾、繩索現(xiàn)代：鋼繩、氣動液動沖擊器鋼粒鉆進合金鉆進牙輪鉆進金剛石鉆進2023/2/1中國地質(zhì)大學(xué)工程學(xué)院張曉西4古代卓筒井鉆探設(shè)備示意圖現(xiàn)代沖擊鉆機2023/2/1中國地質(zhì)大學(xué)工程學(xué)院張曉西5鉆探技術(shù)方法分類2按循環(huán)介質(zhì)分空氣鉆進泡沫鉆進充氣泥漿鉆進泥漿鉆進無固相泥漿低固相泥漿油基泥漿水基泥漿加重泥漿淡水泥漿鹽水泥漿2023/2/1中國地質(zhì)大學(xué)工程學(xué)院張曉西6鉆探技術(shù)方法分類3按循環(huán)方式分正循環(huán)反循環(huán)泵吸反循環(huán)射流反循環(huán)氣舉反循環(huán)CSR反循環(huán)設(shè)備：專業(yè)化？多樣性？多功能？2023/2/1中國地質(zhì)大學(xué)工程學(xué)院張曉西7一.鉆機的分類1、按用途分類（1）巖心鉆機（2）工程鉆機（4）水文水井鉆機（3）石油鉆機（5）特種鉆機2023/2/1中國地質(zhì)大學(xué)工程學(xué)院張曉西8（1）沖擊式鉆機（4）復(fù)合式鉆機（2）回轉(zhuǎn)式鉆機（3）振動式鉆機一.鉆機的分類2、按鉆進方法分類2023/2/1中國地質(zhì)大學(xué)工程學(xué)院張曉西93、按結(jié)構(gòu)特征分類

回轉(zhuǎn)式鉆機按照回轉(zhuǎn)器的類型劃分為：（1）立軸式鉆機（2）轉(zhuǎn)盤式鉆機（3）移動回轉(zhuǎn)式鉆機（動力頭式）2023/2/1中國地質(zhì)大學(xué)工程學(xué)院張曉西10早期鉆探設(shè)備集錦2023/2/1中國地質(zhì)大學(xué)工程學(xué)院張曉西112023/2/1中國地質(zhì)大學(xué)工程學(xué)院張曉西122023/2/1中國地質(zhì)大學(xué)工程學(xué)院張曉西132023/2/1中國地質(zhì)大學(xué)工程學(xué)院張曉西14CS1000CS15002023/2/1中國地質(zhì)大學(xué)工程學(xué)院張曉西152023/2/1中國地質(zhì)大學(xué)工程學(xué)院張曉西16KP3500型全液壓鉆孔機KTY-2500鉆機2023/2/1中國地質(zhì)大學(xué)工程學(xué)院張曉西17勘探者一號YDX-3型全液壓地質(zhì)巖心鉆機

2023/2/1中國地質(zhì)大學(xué)工程學(xué)院張曉西18HCD-5U工作狀態(tài)2023/2/1中國地質(zhì)大學(xué)工程學(xué)院張曉西19DrillcorpWesternDeepHole-UDR1000withSafe-T-Load2023/2/1中國地質(zhì)大學(xué)工程學(xué)院張曉西20BoartLongyear-UDR1000withWesternAircompressorpack2023/2/1中國地質(zhì)大學(xué)工程學(xué)院張曉西21RoweEnterprises-UDR1000withoptionalwalkwayandplatformdiamonddrilling-NorthQueensland2023/2/1中國地質(zhì)大學(xué)工程學(xué)院張曉西22一、HYDRACORE4000鉆機動力200馬力鉆進深度m：

BQ 1524 NQ 1067 HQ 457 PQ 4572023/2/1中國地質(zhì)大學(xué)工程學(xué)院張曉西23主機運輸狀態(tài)2023/2/1中國地質(zhì)大學(xué)工程學(xué)院張曉西24動力站運輸狀態(tài)2023/2/1中國地質(zhì)大學(xué)工程學(xué)院張曉西25動力站和操作臺2023/2/1中國地質(zhì)大學(xué)工程學(xué)院張曉西26動力頭水龍頭方鉆桿上球閥方鉆桿下球閥方鉆桿旋塞工作原理通過專用扳手旋轉(zhuǎn)球心軸，實現(xiàn)開關(guān)旋塞的目的。鉆桿回壓凡爾投入式單向閥投入式單向閥鉆探工程質(zhì)量指標巖心采取率鉆孔彎曲度與測量間距簡易水文觀測孔深誤差的測量與校正原始報表填寫封孔與封孔質(zhì)量巖心采取率1、地質(zhì)要求取心的巖層、鉆孔平均巖心采取率不得低于65％；2、礦化帶重要標志層以及礦層與礦層頂板各3-5M范圍內(nèi)不得低于75％（巖金礦80％）；3、可采的薄礦層每層平均采取率不低于75％，厚度較大的礦層從礦層頂板開始每5M或10M的平均采取率不低于75％（巖金礦80％）；4、取出的巖礦心，應(yīng)洗凈后自上而下按次序裝箱，不得顛倒或任意拉長，巖心應(yīng)按規(guī)定編號，每回次應(yīng)填放巖心票（包括沒有巖心的回次），巖心箱應(yīng)進行編號，箱子規(guī)格要符合要求且結(jié)實。鉆孔彎曲與測量間距1、垂直孔允許頂角每100M彎曲2度，斜孔每100M彎曲3度，按孔深累計計算；2、方位角偏差，在設(shè)計時與地質(zhì)商定，一般不超過勘探網(wǎng)1/3-1/4;3、測量間距，實測頂角小于5度時，每鉆進50M測一次頂角和方位；4、磁性礦區(qū)要用防磁測斜方法；5、終孔測斜地質(zhì)編錄員應(yīng)在現(xiàn)場監(jiān)測。簡易水文觀測

1.在以清水為沖洗液的鉆孔中，每班至少觀測水位1～2回次。每觀測回次中，提鉆后、下鉆前各測量一次水位，間隔時間應(yīng)大于5分鐘。以泥漿為沖洗液的鉆孔中，一般可不進行水位測量。

2.鉆進過程中遇到涌水、漏水、涌砂、掉塊、坍塌、縮徑、逸氣、裂隙、溶洞及鉆具掉落等異?，F(xiàn)象時，應(yīng)及時記錄其深度。

3.在地下水自流鉆孔中，可根據(jù)水文地質(zhì)的要求接高孔口管或安裝水壓表測量水頭高度和涌水量。

4.孔內(nèi)發(fā)現(xiàn)熱水，應(yīng)測量孔口水溫及井溫?？咨钫`差的測量與校正1.在下列部位必須校正孔深

(1)每鉆進100米、進出礦層時(礦層厚度小于5米時，只測量一次)。繩索取心鉆進時因提鉆長度不等，可參照上述要求及時進行測量；

(2)經(jīng)地質(zhì)編錄人員確認的重要構(gòu)造位置及劃分地質(zhì)時代的層位；

(3)下套管前和終孔后。2.孔深誤差率小于千分之一時不修正報表；孔深誤差率大于千分之一時要修正報表，孔深經(jīng)修正后即為達到指標要求。原始班報表1、要在現(xiàn)場用鋼筆及時填寫，要真實準確；2、交接班班長和機長要親筆簽字,不得代簽；4、要整潔，終孔后裝訂成冊。封孔及封孔質(zhì)量1、要有封孔通知書和封孔設(shè)計書；2、水泥封孔要用325號以上未過期的水泥，水灰比要符合設(shè)計要求；3、每封完一層要在封孔段頂部位置取水泥漿樣證實；4、搬遷后要埋水泥標樁，并保證其質(zhì)量。封孔及封孔質(zhì)量

2.不同地質(zhì)條件下的封孔要求

(1)見易溶、易蝕、易流散、易被破壞的工業(yè)礦層(如油、氣、鹵水、礦化水、可溶鹽、硫鐵礦、自然硫等)、含水層、含水構(gòu)造的鉆孔均須在頂、底板上下各五米范圍的隔水層處，用325號以上的普通硅酸鹽水泥或抗硫酸鹽水泥封閉；

(2)見除了上述之外的其他固體礦層，但未見含水層和含水構(gòu)造并且孔位低于侵蝕基準面的鉆孔，可用325號以上的水泥或其他隔水材料封閉鉆孔最上部隔水層與透水層交界處；封孔及封孔質(zhì)量(3)礦層不厚或礦層與礦層、礦層與含水層較近時，可一并封閉；

(4)需要進行地下水動態(tài)觀測或?qū)r(nóng)田灌溉有利的鉆孔，可暫不封閉。但對礦床充水有嚴重影響的鉆孔，必須封閉；

(5)孔壁嚴重坍塌或孔內(nèi)有遺留物堵塞，無法處理時，可以只封上述部位以上的孔段。3.封孔后必須在孔口中心處設(shè)立水泥標志樁(用水泥固定)。機長將《鉆孔封孔設(shè)計和封孔記錄表》送交地質(zhì)、探礦部門存檔。

4.根據(jù)需要，經(jīng)地質(zhì)與探礦部門共同研究，可選擇少量鉆孔進行封孔質(zhì)量檢查。鉆孔結(jié)構(gòu)設(shè)計

及鉆前工程鉆孔結(jié)構(gòu)設(shè)計

鉆孔結(jié)構(gòu)設(shè)計是與鉆進有關(guān)的，所有工程計算的基礎(chǔ)。鉆孔結(jié)構(gòu)是指鉆孔由開孔至終孔，鉆孔剖面中各孔段的深度和口徑的變化情況。一般來說，換徑次數(shù)越多、鉆孔結(jié)構(gòu)越復(fù)雜；換徑次數(shù)越少，鉆孔結(jié)構(gòu)越簡單。在可能情況下，應(yīng)使鉆孔結(jié)構(gòu)盡量簡單。一、鉆孔結(jié)構(gòu)設(shè)計的依據(jù)1．鉆孔的用途和目的；2．該地層的地質(zhì)結(jié)構(gòu)、巖石物理力學(xué)性質(zhì)；3．鉆孔的設(shè)計深度和鉆孔的方位方向、頂角方向；4．必需的終孔直徑；5．鉆進方法、鉆探設(shè)備參數(shù)。二、鉆孔結(jié)構(gòu)設(shè)計的內(nèi)容1．確定各巖層的鉆進方法；2．確定鉆孔終孔直徑；3．確定套管層次、下放深度和套管直徑；4.擬定孔身直徑和開孔直徑。鉆孔結(jié)構(gòu)設(shè)計依據(jù)錦屏磷礦千米鉆孔斜情況CCSDPP-1孔斜情況CCSDPP-2孔斜情況當?shù)貧v史上鉆孔孔斜的情況鉆前工程鉆前工程工作包括：鉆場布置、修筑地盤和地基、安裝基臺本、安裝鉆探設(shè)備、布置沖洗液循環(huán)系統(tǒng)、驗收、開孔等。一、鉆場的確定和布置鉆探場地用以安裝鉆塔、鉆探設(shè)備、泥漿循環(huán)系統(tǒng)、管子架等等。場地大小取決于鉆孔的設(shè)計孔深。設(shè)計深度愈深，所需鉆塔高度就愈高，各種設(shè)備的外部尺寸愈大，循環(huán)系統(tǒng)及管子架等占的面積也愈大。同時，需要配有泥漿及水的儲備池。場地的長軸方向決定于鉆孔的傾角及方位角。鉆垂直孔時，無須定向，應(yīng)考慮力求挖方及填方的工作量最少；而且工作方便、安全。鉆場布置基本原則(1)設(shè)備相互間的距離，在利于工作，利于安全的情況下力求緊湊；(2)所用工具布置恰當，使用時既感到方便又可節(jié)省工作時間；(3)應(yīng)該適當考慮到改善工作條件和環(huán)境衛(wèi)生。設(shè)備布置原則主要設(shè)備的布置和傳動方式有兩種：聯(lián)合傳動和分別傳動。這兩種傳動方式的采用主要考慮兩條：(1)動力機的類型。柴油機多采用聯(lián)合傳動，電動機采用分別傳動。(2)鉆孔的深度。鉆淺孔所需功率小，可采用聯(lián)合傳動，而鉆深孔時為了提高動力利用系數(shù)，則采用分別傳動。二、修筑地盤、地基鉆機類型地盤面積鉆機類型地盤面積總面積(m2)長寬(m)總面積(m2)長寬(m)XB-1000A1541411SPJ-3001401410XU-6001431311JU-10001541411XY-41541411XY-21541411XY-51541411淺槽地基臥枕地基鉆前工程的重要性

實地踏勘、測量、確定井位是鉆井行業(yè)的基礎(chǔ)工作，是否合理，采集的數(shù)據(jù)、資料是否齊全準確，如部隊戰(zhàn)前偵察敵情同等重要，關(guān)系到洽談合同、前期準備、領(lǐng)導(dǎo)決策，是關(guān)系到整個工程項目的成敗、盈虧的先決條件。因此，特做以下十個方面的要求，望承擔(dān)該項工作的部門、人員嚴格執(zhí)行，認真對待。擴大采集項目數(shù)據(jù)資料范圍，滿足下步工作需要?；疽?．人員組織。測量隊、工農(nóng)科(公司工農(nóng)科聯(lián)系甲方、地方人員)、技術(shù)科、調(diào)度室，落實交通工具(選擇里程表完好的車輛)約定集合時間、地點。2．攜帶用品：記錄表格、草圖紙、筆、比例較小的地形圖、羅盤、50m圈尺、短把鐵锨、3m長絕緣拉桿式吊魚桿(測量沿途線路、橋涵高度用)，鉆機平面圖、營房布置平面圖?；疽?．需要采集的資料。測出原點后，首先根據(jù)井深等技術(shù)要求確定鉆機類型，根據(jù)鉆機類型，確定占地面積，根據(jù)地面條件，確定大門方向。在原點附近，挖一個深1米的坑做地層類型確定，做好原點標記。測定原點周圍參照物的方位和距離(以備上鉆前工程時尋找)，如有障礙需移動原點時，記錄好移動方位距離?；疽?．道路確定。井位確定后，對沿途路線、高壓電線、通訊等沿線線路和橋涵做現(xiàn)場調(diào)研，做出是否能保證拉運設(shè)備的車輛安全通過的結(jié)論，如有電線低、橋涵負荷不了的情況，現(xiàn)場確定升線改路等可行性方案。用車輛里程表測定各段的里程，繪制路線圖做出里程標識和拐彎標識?；疽?．對周圍的環(huán)境調(diào)研。對周圍的水源、住宿、停車、購物、醫(yī)療條件、路線距離做調(diào)查記載描述。6．對當?shù)赝ㄓ崡l件調(diào)研。按有線電話的距離、費用和用無線電臺頻率等有關(guān)事項，到當?shù)責(zé)o委會交涉，比較效果費用，確定選擇通訊方式，甲方做特殊要求的除外。7．對井位所在地的自然環(huán)境條件，各季節(jié)最高、最低氣溫、降雨情況、最大風(fēng)力等相關(guān)環(huán)境資料做調(diào)研采集?；疽?．對當?shù)氐慕煌l件、空運、水運、鐵路、公路的運輸能力，離井位的距離遠近，運輸價格做調(diào)研采集。9．對當?shù)鼗A(chǔ)用料。水泥、毛石、中砂、鋼筋、貨源、價格及基礎(chǔ)施工隊伍用工勞動力價格進行收集調(diào)研。10．對井位所在地的柴油、機油、汽油、重石粉、土粉等常用消耗材料的市場品種、質(zhì)量、價格和機加工能力，做調(diào)查分析，納入踏勘井位記錄。西藏東波

科學(xué)鉆探預(yù)導(dǎo)孔施工山東省第三地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院匯報人翟育峰工程名稱大陸科學(xué)鉆探選址與科學(xué)鉆探實驗項目—西藏阿里地區(qū)東波鉆孔鉆探工程設(shè)計鉆孔深度

1000米（可能加深）。目的層

穿過F1斷裂。完鉆原則

孔深達到設(shè)計孔深或達到目的層，經(jīng)專家確認質(zhì)量指標符合要求。完鉆方式

按地質(zhì)要求進行。一、工程概況（一）、施工準備1、鉆孔設(shè)計（1）鉆孔設(shè)計依據(jù)① “大陸科學(xué)鉆探選址與科學(xué)鉆探實驗”項目設(shè)計任務(wù)書.② 阿里礦區(qū)的地理和地質(zhì)概況；③ “大陸科學(xué)鉆探選址與科學(xué)鉆探實驗”項目工程設(shè)計招標文件及其補充材料；④ 阿里礦區(qū)鉆孔地質(zhì)設(shè)計。即與工程設(shè)計有關(guān)部分，如：主要巖性，破碎帶、斷裂帶、易坍塌層位置預(yù)測，地層傾角及變化范圍預(yù)測，復(fù)雜情況提示等資料；⑤ 該區(qū)先前施工的鉆孔、測井、完鉆等資料；⑥依據(jù)羅布莎科鉆孔施工中遇到的主要困難二、鉆孔施工過程（2）、鉆孔結(jié)構(gòu)根據(jù)以上設(shè)計依據(jù)，鉆孔結(jié)構(gòu)設(shè)計如下：序號孔徑（mm）孔深（m）備注115020213050311010049550057510002、主要鉆探設(shè)備（1）、鉆機鉆機采用的是XY-5鉆機

鉆桿直徑（mm）：

普通型回轉(zhuǎn)器：

￠50￠60

大通徑回轉(zhuǎn)器：

￠89

鉆進深度（m）：

10001500

扭矩（kN.m）：

0.395.64

鉆孔傾角：

9080

立軸轉(zhuǎn)速（r/min）：

正：85；166；261；294；355；577；906；1232

反：65；225

立軸行程（mm）：

500

立軸最大起重量（kN）：

135

卷揚單繩最大起重量（kN）：

40

后退油缸移動行程（mm）：

450

外型尺寸（L*W*Hmm）：

3190*1495*2140

主機質(zhì)量（kg）：

3500

配備動力：

電動機：

55kW1470r/min

XY-5鉆機的技術(shù)性能參數(shù)采用“人字型”鉆塔鉆塔“人字型”鉆塔技術(shù)參數(shù)鉆塔型號額定載荷(KN)有效高度(M)跨度(M)二層臺高度(M)天車輪數(shù)鉆塔重量(KN)“人字”1009.04.56.0325泥漿泵采用的是BW250型泥漿泵泥漿泵泥漿泵型號BW-250型式臥式三缸往復(fù)式單作用活(柱)塞泵行程（mm）100缸徑（mm）￠80￠65（另購配件）流量（L/min）2501669060145965235取心絞車采用S3000型取心絞車型號

外形尺寸（mm）重量（kg）

鋼絲繩最大直徑（mm）鋼絲繩長度（m）配套動力S30001460*880*11504008300011kw電機取心絞車技術(shù)性能參數(shù)發(fā)電機組采用WD-615發(fā)電機組發(fā)電機組技術(shù)參數(shù)發(fā)動機型號額定功率（kW）最大功率（kW）常用功率輸出(kW)轉(zhuǎn)速r/min吸氣方式燃油箱容量（L）標配重量（kg）標配尺寸（mm）WD615.61CD1002001171500增壓8019652376*990*1349（6）、主要鉆探工具名稱規(guī)格數(shù)量名稱規(guī)格數(shù)量鉆具Φ1463套套管Φ14650Φ1303套Φ127100

Φ1103套Φ108200

S955套Φ89500S7510套鉆桿S951000米糾斜鉆具LZ型連續(xù)造斜器1S751500米內(nèi)管總成S955Φ50200米S755機上鉆桿Φ735根

鉆前工程主要包括設(shè)備人員運輸、道路修整、鉆孔場地平整及開挖、鉆探設(shè)備基礎(chǔ)修筑或鋪墊及井場排水系統(tǒng)等幾個方面。