《鉆探工藝學(xué)》課程教學(xué)大綱

《鉆探工藝學(xué)》教學(xué)大綱課程編號(hào)：632019課程名稱(chēng)：鉆探工藝學(xué)課程英文名稱(chēng)：DrllingTechnology課程類(lèi)別：專(zhuān)業(yè)教育課程課程性質(zhì)：必修學(xué)時(shí)（理論+實(shí)踐）：48學(xué)時(shí)（40+8）學(xué)分：3開(kāi)課學(xué)期：第五學(xué)期選用教材：鄢泰寧主編，《巖土鉆掘工藝學(xué)》，中南大學(xué)出版社，2013.4主要參考書(shū)：1、湯鳳林主編，《巖心鉆探學(xué)》，中國(guó)地質(zhì)大學(xué)出版社，2009.102、屠厚澤主編，《鉆探工程學(xué)（上冊(cè)）》，中國(guó)地質(zhì)大學(xué)出版社，1988.13、李世忠主編，《鉆探工藝學(xué)（上冊(cè)）》，地質(zhì)出版社，1992一、中英文課程簡(jiǎn)介：鉆探工藝學(xué)課程系統(tǒng)介紹了巖心鉆探所用的鉆進(jìn)方法、鉆進(jìn)工藝及鉆探工程質(zhì)量，主要內(nèi)容包括：巖石性質(zhì)及其破碎機(jī)理、巖心鉆探鉆具、硬質(zhì)合金鉆進(jìn)、金剛石鉆進(jìn)、鋼粒鉆進(jìn)、沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)、巖礦心采取、鉆孔彎曲及定向鉆進(jìn)。ThecurriculumofDrillingTechnologyintroducesthedrillingmethods,drillingtechniqueanddrillingengineeringqualityusedforrockcoredrilling.Themaincontentincludesrockpropertiesandfragmentationmechanism,drillingtoolsforcoring,hardmetaldrillingmethod,diamonddrillingmethod,steelshotdrillingmethod,rotarypercussivedrillingmethod,rockandmineralcoredrilling,boreholedeviationanddirectionaldrilling,etc.二、課程目的、性質(zhì)與任務(wù)鉆探工藝學(xué)是地質(zhì)工程專(zhuān)業(yè)本科生必修的一門(mén)專(zhuān)業(yè)主干課。本課程主要講述鉆探過(guò)程的基本原理、各主要鉆進(jìn)方法的工藝技術(shù)及保證鉆探質(zhì)量的各種工藝原理及方法。通過(guò)本課程的教學(xué)，使學(xué)生掌握鉆探工藝與工具的基本工作原理；了解鉆探施工的工作過(guò)程和基本規(guī)律；掌握鉆探施工的有效方法和合理程序；了解鉆探技術(shù)的發(fā)展動(dòng)態(tài)及鉆探新技術(shù)、新方法。通過(guò)綜合講授并輔以實(shí)習(xí)和實(shí)驗(yàn)等教學(xué)環(huán)節(jié)使學(xué)生能夠根據(jù)地層條件合理設(shè)計(jì)鉆孔結(jié)構(gòu)、選擇鉆進(jìn)方法及鉆進(jìn)工具、確定鉆進(jìn)工藝參數(shù)，并了解鉆探施工組織管理等知識(shí)，提高分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，為今后從事鉆探工作打下良好的基礎(chǔ)。 三、教學(xué)基本要求 1、了解鉆探工程的性質(zhì)、內(nèi)容、地位、任務(wù)、應(yīng)用領(lǐng)域、發(fā)展歷史、現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)。2、掌握與鉆探工程密切相關(guān)的巖石力學(xué)性質(zhì)及影響因素，掌握不同鉆進(jìn)條件下巖石破碎機(jī)理。3、了解鉆具的功用與組成結(jié)構(gòu)、鉆具的材質(zhì)、鉆具在孔內(nèi)的受力狀態(tài)分析。4、了解硬質(zhì)合金鉆頭、金剛石鉆頭、鋼粒鉆頭、牙輪鉆頭的類(lèi)型及適用條件，了解各類(lèi)型鉆頭的結(jié)構(gòu)要素及制造工藝過(guò)程，掌握各類(lèi)型鉆頭的碎巖機(jī)理和碎巖特點(diǎn)，掌握鉆進(jìn)規(guī)程參數(shù)的確定方法和確定依據(jù)。5、了解沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的特點(diǎn)和適用條件，掌握各種液動(dòng)沖擊器和風(fēng)動(dòng)沖擊器的工作原理，了解沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)規(guī)程參數(shù)的特點(diǎn)，掌握鉆進(jìn)規(guī)程參數(shù)的確定方法和確定依據(jù)。6、了解對(duì)巖（礦）心采取質(zhì)量的要求，了解常用取心工具的類(lèi)型、特點(diǎn)及適用條件，掌握繩索取心、反循環(huán)取心（樣）方法的優(yōu)缺點(diǎn)、鉆具結(jié)構(gòu)和鉆進(jìn)工藝，掌握巖礦心補(bǔ)取的方法和措施。7、了解鉆孔彎曲的危害及產(chǎn)生鉆孔彎曲的原因，了解測(cè)斜儀的種類(lèi)、工作原理及應(yīng)用條件，掌握測(cè)斜儀的使用方法，了解常用的糾斜設(shè)備和糾斜方法。四、各章節(jié)內(nèi)容及學(xué)時(shí)分配緒論（2學(xué)時(shí)）一、鉆探工藝學(xué)概述；二、鉆孔及其要素；三、鉆進(jìn)的基本概念。第一章巖土的物理力學(xué)性質(zhì)及破碎機(jī)理（6學(xué)時(shí)）第一節(jié)概述；第二節(jié)巖石的自然性質(zhì)；第三節(jié)巖石的力學(xué)性質(zhì)；第四節(jié)土的物理力學(xué)性質(zhì)第五節(jié)巖石的可鉆性及其分級(jí)第六節(jié)巖石在外載下的破碎機(jī)理第二章鉆進(jìn)方法（18學(xué)時(shí)）第一節(jié)巖心鉆具的組成一、鉆具各部分名稱(chēng)及作用二、鉆桿柱在孔內(nèi)的受力情況分析三、鉆具的選擇第二節(jié)硬質(zhì)合金鉆進(jìn)一、硬質(zhì)合金鉆進(jìn)碎巖機(jī)理二、硬質(zhì)合金鉆頭三、硬質(zhì)合金鉆進(jìn)規(guī)程四、硬質(zhì)合金鉆進(jìn)的應(yīng)用第三節(jié)鋼粒鉆進(jìn)一、概述二、鋼粒鉆頭及規(guī)程參數(shù)第四節(jié)金剛石鉆進(jìn)一、概述二、金剛石鉆進(jìn)碎巖機(jī)理三、金剛石鉆頭及擴(kuò)孔器四、金剛石鉆頭材料五、金剛石鉆進(jìn)的應(yīng)用第五節(jié)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)一、概述二、沖擊器的類(lèi)型三、沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的碎巖機(jī)理四、沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)規(guī)程參數(shù)選擇第三章巖礦芯采?。?2學(xué)時(shí)）第一節(jié)鉆探質(zhì)量指標(biāo)及取芯；第二節(jié)常用取芯工具及方法一、常用取芯工具二、常用取芯方法第三節(jié)特種取芯方法一、繩索取芯二、反循環(huán)取芯三、巖礦芯的補(bǔ)取及定向鉆進(jìn)第四章鉆孔彎曲及測(cè)量（10學(xué)時(shí)）第一節(jié)鉆孔彎曲的機(jī)理第二節(jié)鉆孔彎曲的原因及規(guī)律性第三節(jié)鉆孔彎曲的測(cè)量一、鉆孔彎曲測(cè)量原理二、鉆孔彎曲測(cè)量的方法第四節(jié)鉆孔彎曲的預(yù)防及糾正一、鉆孔彎曲預(yù)防的措施二、常用的糾斜方法五、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目一覽表序號(hào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容提要實(shí)驗(yàn)類(lèi)型學(xué)時(shí)分配主要儀器設(shè)備實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)備注1巖石力學(xué)性質(zhì)測(cè)定測(cè)定巖石的壓入硬度、擺球硬度、肖氏硬度、洛氏硬度、點(diǎn)載荷強(qiáng)度及聲波在巖石的傳播速度；根據(jù)測(cè)得的巖石硬度值和聲速值對(duì)巖石進(jìn)行可鉆性分級(jí)。綜合性2壓入硬度計(jì)、擺球硬度計(jì)、肖氏硬度計(jì)、洛氏硬度計(jì)、巖石超聲波測(cè)試儀、巖石點(diǎn)載荷強(qiáng)度測(cè)試儀；試樣加工設(shè)備：鉆孔機(jī)、切片機(jī)、磨光機(jī)、卡尺、角尺、測(cè)量平臺(tái)、放大鏡、金剛砂、玻璃板、烘箱、干燥器、天平等；鉆孔質(zhì)量實(shí)驗(yàn)室2巖心鉆探工具熟悉各種常用鉆探工具的名稱(chēng)、用途、規(guī)格、結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)；掌握硬質(zhì)合金鉆頭、金剛石鉆頭、鋼粒鉆頭的類(lèi)型及其結(jié)構(gòu)要素，測(cè)繪典型的硬質(zhì)合金鉆頭、金剛石鉆頭。綜合性2巖心鉆探用工具（包括鉆進(jìn)工具、提引工具、擰卸工具、打撈工具）；各種類(lèi)型的硬質(zhì)合金鉆頭、金剛石鉆頭、鋼粒鉆頭；卡尺、角尺。鉆探工藝實(shí)驗(yàn)室3鉆進(jìn)方法試驗(yàn)根據(jù)所鉆巖石確定鉆進(jìn)方法、鉆頭類(lèi)型，設(shè)計(jì)鉆進(jìn)規(guī)程參數(shù)；通過(guò)實(shí)驗(yàn)臺(tái)鉆進(jìn)實(shí)驗(yàn)，觀(guān)察并分析鉆壓、轉(zhuǎn)速與鉆速之間的關(guān)系。根據(jù)鉆頭在不同參數(shù)時(shí)機(jī)械鉆速的變化，分析鉆頭的鉆進(jìn)特點(diǎn)，觀(guān)察巖粉形狀和粒度；熟悉鉆機(jī)操作和鉆進(jìn)規(guī)程參數(shù)各種儀表的應(yīng)用。綜合性2鉆進(jìn)設(shè)備：JU-1000型鉆機(jī)、SNB-90型水泵、36KW電動(dòng)機(jī)；鉆進(jìn)規(guī)程參數(shù)測(cè)量?jī)x器：轉(zhuǎn)速表、鉆壓表、孔底壓力表、泵壓表、鉆探流量計(jì)、鉆探扭矩儀、鉆進(jìn)參數(shù)儀等；鉆頭：金剛石鉆頭、硬質(zhì)合金鉆頭；測(cè)量工具：鋼板尺、秒表；巖石：大理巖、花崗巖。鉆探工藝實(shí)驗(yàn)室4鉆孔彎曲測(cè)量熟悉和了解JXY—2單點(diǎn)測(cè)斜儀、JJX一3型多點(diǎn)測(cè)斜儀的結(jié)構(gòu)、工作原理和使用條件；掌握J(rèn)XY—2單點(diǎn)測(cè)斜儀、JJX一3型多點(diǎn)測(cè)斜儀操作方法；測(cè)量鉆孔5m、10m、20m、30m、40m處的頂角和方位角；作出鉆孔頂角和方