鉆進(jìn)工藝方法

鉆進(jìn)工藝方法地質(zhì)勘探鉆進(jìn)工藝方法分類取心鉆探技術(shù)無巖心鉆探技術(shù)多介質(zhì)反循環(huán)鉆探技術(shù)其它反循環(huán)鉆探技術(shù)水文水井鉆探技術(shù)油氣井鉆井工程鉆井工程的定義：利用鉆機(jī)設(shè)備及破巖工具破碎地層形成井筒的工藝過程。鉆井的目的和意義：地質(zhì)評(píng)價(jià)發(fā)現(xiàn)油氣藏開發(fā)油氣藏鉆井工程的工藝過程定井位、設(shè)計(jì)井身軸線剖面鉆進(jìn)洗井接單根起下鉆固井完井其它作業(yè)定向井

定井位、設(shè)計(jì)井身軸線剖面根據(jù)地質(zhì)及油氣層特點(diǎn)或生產(chǎn)上的需要，確定井口位置及井底位置。根據(jù)井位及生產(chǎn)要求設(shè)計(jì)確定井身軸線剖面。根據(jù)井眼軸線剖面的類型，所鉆的井可以分為：直井和定向井。鉆井工程的工藝過程直井基本鉆探工藝過程平整場(chǎng)地，挖好循環(huán)系統(tǒng)，安裝鉆塔、鉆機(jī)、泵和動(dòng)力機(jī)。按設(shè)計(jì)的方向開孔，在孔口固定孔口管。根據(jù)所鉆巖石的物理力學(xué)性質(zhì)、鉆頭直徑、鉆頭類型和孔深選擇合理的規(guī)程參數(shù)，一邊沖洗鉆孔，一邊通過給進(jìn)機(jī)構(gòu)、鉆柱給鉆頭加軸向壓力和回轉(zhuǎn)速度。鉆頭在孔底鉆出一個(gè)環(huán)形空間，并形成巖心，隨著鉆孔加深巖心將充滿巖心管。清潔孔底、冷卻鉆頭切削具后，攜帶巖屑的沖洗液上返流出孔口，并在沉淀槽、沉淀池中清除掉巖屑后，清潔的液體再流回泥漿池，如此循環(huán)。把鉆具提至地表，從巖心管內(nèi)取出巖心。重新配好鉆具，再下放至孔內(nèi)繼續(xù)鉆進(jìn)。地質(zhì)鉆探現(xiàn)場(chǎng)布局可分為四種：全孔正循環(huán)(2)全孔反循環(huán)(3)孔底局部反循環(huán)(4)孔底局部正循環(huán)鉆孔沖洗方式軟巖和中硬巖層，用硬質(zhì)合金鉆頭鉆進(jìn)；中硬及部分中硬以上巖層，用銑齒牙輪鉆頭鉆進(jìn)；中硬以上巖層及硬巖，用金剛石鉆頭鉆進(jìn)；硬脆巖層，用液動(dòng)（氣動(dòng)）孔內(nèi)沖擊器鉆進(jìn)或鑲齒牙輪鉆進(jìn)更有效；常用的鉆進(jìn)方法及選用原則取決于鉆進(jìn)目的、鉆孔結(jié)構(gòu)和鉆進(jìn)方法金剛石鉆頭可適應(yīng)不同的口徑，主要用于小口徑；硬質(zhì)合金和牙輪鉆頭則既可鉆進(jìn)小口徑孔，又可鉆進(jìn)直徑達(dá)2m以上的大口徑水井、工程施工孔和淺井。鉆孔的深度可在幾米至幾千米的范圍內(nèi)變化。鉆孔的直徑地質(zhì)勘探鉆進(jìn)技術(shù)§3-1地勘鉆進(jìn)特點(diǎn)§3-2地質(zhì)勘探鉆進(jìn)方法分類§3-3鋼粒鉆進(jìn)§3-4硬質(zhì)合金鉆進(jìn)§3-5金剛石鉆進(jìn)§3-6反循環(huán)鉆探技術(shù)簡(jiǎn)介§3-1地勘鉆進(jìn)特點(diǎn)地質(zhì)條件千變?nèi)f化使用設(shè)備五花八門取樣要求嚴(yán)而又嚴(yán)技術(shù)應(yīng)用從古至今地質(zhì)條件千變?nèi)f化沉積巖、火成巖、變質(zhì)巖樣樣不少；堅(jiān)硬－松軟、完整－破碎、坍塌－縮徑；構(gòu)造復(fù)雜、裂隙叢生、溶洞發(fā)育；地形復(fù)雜、交通不便、供水困難；……§3-2地質(zhì)勘探鉆進(jìn)方法分類鋼粒鉆進(jìn)硬質(zhì)合金鉆進(jìn)金剛石鉆進(jìn)沖擊鉆進(jìn)（砂礦鉆進(jìn)）§3-3鋼粒鉆進(jìn)用未鑲焊切削具的鉆頭壓住鋼粒或鐵砂并帶動(dòng)它們?cè)诳椎追瓭L而破碎巖石的鉆進(jìn)法，統(tǒng)稱為鉆粒鉆進(jìn)。鋼粒鉆進(jìn)是19世紀(jì)后期開始用于鉆孔工作的。這種鉆進(jìn)方法主要用于鉆進(jìn)中等硬度以上的堅(jiān)硬巖層，硬合金鉆進(jìn)方法因受其切削具的硬度及耐磨性的限制，現(xiàn)在只用于鉆進(jìn)中等硬度以下的軟巖層，在地質(zhì)勘察鉆孔中，用于鉆進(jìn)堅(jiān)硬巖層的方法，目前主要有鋼粒鉆進(jìn)和金剛石鉆進(jìn)兩種，鋼粒鉆進(jìn)井底過程如右圖所示，可把鋼粒鉆進(jìn)時(shí)的孔底過程歸納為圖中“底唇下”、“外環(huán)狀間隙”和“內(nèi)環(huán)狀間隙”是投砂后鋼粒所處的基本狀態(tài)，在底唇下鋼粒破碎巖石的同時(shí)，內(nèi)、外環(huán)狀間隙的鋼粒分別磨損巖心、孔壁和鉆頭體。水口導(dǎo)砂是使鋼粒向唇下轉(zhuǎn)換的主要通道；外環(huán)狀間隙中的水力分選則是維持孔底動(dòng)平衡，使鋼?！靶玛惔x”的關(guān)鍵；絕大多數(shù)被淘汰的碎鋼粒最終都落入取粉管內(nèi)。鋼粒如此循環(huán)往復(fù)，是由水口形狀、水量大小和轉(zhuǎn)速快慢來調(diào)節(jié)。在鉆進(jìn)過程中，隨著鋼粒的消耗，鉆頭也不斷被磨耗，水口逐漸變小，直至不能實(shí)現(xiàn)上述循環(huán)，機(jī)械鉆速顯著降低而結(jié)束回次鉆程。鋼粒鉆進(jìn)碎巖機(jī)理圓柱形鋼粒在鉆頭給予的軸向壓力Py和回轉(zhuǎn)力Px（應(yīng)理解為鉆頭唇面與鋼粒間的聯(lián)系力）作用下，在孔底巖石表面不斷翻滾，主要以動(dòng)壓入體積破碎方式和動(dòng)疲勞破碎（輾壓）方式破巖。動(dòng)疲勞破碎方式動(dòng)壓入體積破碎方式鋼粒鉆頭鉆粒鉆頭的功用是將鉆桿柱傳來的軸向壓力及回轉(zhuǎn)力傳遞給鉆粒；同時(shí)，鉆頭的唇面把鉆粒壓向孔底，進(jìn)行鉆進(jìn)。鋼粒鉆頭本身不直接破碎巖石，但在鉆進(jìn)過程中，它受鋼粒及巖屑的作用，不斷被磨耗。鋼粒鉆頭一般用中碳鋼（45號(hào)鋼）無縫鋼管制成。其結(jié)構(gòu)呈圓筒狀，如圖所示。鉆頭的外徑上下一致，內(nèi)壁上部有1：100的錐度，以便卡取巖心。鉆頭壁厚隨鉆頭直徑不同而變化，小于Φ200mm時(shí)，壁厚在9～11mm之間；大于Φ200mm時(shí)，壁厚為14～20mm。新鉆頭的長(zhǎng)均為500mm。在鉆進(jìn)中，鉆頭沿高度逐漸被磨耗，直到剩余150mm時(shí)，則就不能繼續(xù)使用。鉆頭在底部開有水口，用于流通沖洗液和向鉆頭唇面下不斷補(bǔ)給鋼粒。鋼粒鉆進(jìn)規(guī)程參數(shù)鋼粒鉆進(jìn)規(guī)程參數(shù)包括：投砂方法及投砂量、鉆壓、轉(zhuǎn)速和沖洗液量等。向孔底供給鋼粒的方法稱為投砂方法。正確地選用投砂方法和合理控制投砂量對(duì)鋼粒鉆進(jìn)的效果和質(zhì)量有很大的影響。鋼粒鉆進(jìn)的投砂方法有三種：一次投砂法、結(jié)合投砂法、連續(xù)投砂法。一次投砂法，就是在鉆進(jìn)開始前把一個(gè)回次所需的鋼粒一次投入孔底。結(jié)合投砂法，又稱分批投砂法。這種方法是在回次開始前先投入一定數(shù)量的鋼粒，待鉆進(jìn)一定時(shí)間后再分別補(bǔ)投1～2次。連續(xù)投砂法，是在鉆進(jìn)過程中連續(xù)不斷地（或小組分接連不斷地）向孔內(nèi)供給鋼粒，以補(bǔ)充鉆進(jìn)中的消耗。連續(xù)投砂法必需用專門的連續(xù)投砂器。一次投砂量對(duì)各鉆進(jìn)參數(shù)的影響（單位，kg）二、鉆壓

在鋼粒鉆進(jìn)中，鉆壓是保證鋼粒在孔底破碎巖石的必要條件。鉆壓是巖石破碎和牽動(dòng)鋼粒所需連系力的主要依據(jù)。鋼粒鉆進(jìn)中必須有足夠大的鉆壓。P=pS

式中：P－軸向鉆壓kg；p－鉆頭單位唇面面積所需的壓力kg/cm2，S－鉆頭唇面的實(shí)際面積cm2

。大量的試驗(yàn)表明：鋼粒鉆進(jìn)的單位壓力存在一個(gè)最優(yōu)值。實(shí)踐表明：?jiǎn)挝粔毫Φ淖顑?yōu)值取決于鉆粒強(qiáng)度、巖石級(jí)別以及鉆頭轉(zhuǎn)速等因素。不同鉆粒對(duì)最優(yōu)單位壓力的影響（鉆粒直徑3mm）1－鐵砂（σ=380kg）2－合金鐵砂（σ=580kg)3－純鋼砂（σ=575kg）4－鋼粒（σ=1900kg）不同巖石對(duì)最優(yōu)單位壓力的影響1－12級(jí)石英巖；2－9級(jí)斜長(zhǎng)花崗巖；3－8級(jí)花崗巖不同轉(zhuǎn)速對(duì)最優(yōu)壓力的影響單位壓力，kg/cm12級(jí)石英巖D＝91mm機(jī)械轉(zhuǎn)速cm/h405060708090100322824201612840203036n=123r/minn=284r/minn=381r/min§3-4硬質(zhì)合金鉆進(jìn)利用鑲焊在鉆頭體上的硬質(zhì)合金切削具，作為破碎巖石的工具，這種鉆進(jìn)方法通稱為硬質(zhì)合金鉆進(jìn)。顯然，它是以破碎巖石的切削研磨材料而命名的。這類命名方式還有：金剛石鉆進(jìn)、鋼粒鉆進(jìn)等。硬質(zhì)合金是一種堅(jiān)硬材料，前面已經(jīng)討論過。但在實(shí)際使用中，硬質(zhì)合金鉆進(jìn)只適用于鉆進(jìn)中等硬度以下的地層，即可鉆性1～7級(jí)和部分8級(jí)地層。若在更為堅(jiān)硬的巖層中鉆進(jìn)，則切削效果很差，切削具磨損很快或易折斷而迅速失去鉆進(jìn)能力。當(dāng)前，軟的和中硬以下的地層，尤其是土層的鉆孔工作，主要靠硬質(zhì)合金鉆進(jìn)。硬質(zhì)合金鉆進(jìn)井底碎巖工況鉆頭上切削具切入巖石的必要條件是：切削具與巖石接觸面上的單位壓力必須大于（或最小等于）巖石的抗壓入硬度，即：式中Py——單個(gè)切削具上的軸向壓力；S0

——切削具與巖石的接觸面積；Hr——巖石的抗壓入硬度。Py≥S0Hr是切削具切入巖土的必要條件。否則，切削具在井底就不能切入巖土，碎巖過程只能是切削具對(duì)巖土的表面磨蝕，碎巖效果很差。因此，在硬質(zhì)合金鉆進(jìn)中，必須有足以使切削具切入巖石的軸向壓力。制造硬質(zhì)合金鉆頭的材料鉆頭體鋼管鉆頭體是用D35或D45號(hào)鋼的無縫鋼管制成。前蘇聯(lián)是用9OCT1050－74的30，35或45號(hào)鋼或9OCT－380－71CT．4號(hào)鋼制造硬合金鉆頭體。這種鋼可保證鉆頭體有足夠的強(qiáng)度和焊接時(shí)對(duì)焊料有良好的浸潤性。肋骨鉆頭的肋骨用與鉆頭體相同的鋼制作。切削具的墊片和安裝薄片用9OCT1050－7410，20和35號(hào)或9OCT380－71號(hào)鋼制作，以保持硬合金片的穩(wěn)定性和剛性。固定的支撐片用強(qiáng)度較高的鋼9OCT－7445號(hào)鋼制造。硬質(zhì)合金地質(zhì)勘探鉆進(jìn)中所采用的硬質(zhì)合金主要是碳化鎢（WC—鈷（CO）系硬質(zhì)合金。它以碳化鎢粉末為骨架金屬，鈷粉末為粘結(jié)劑，用粉末冶金方法制成。這類硬質(zhì)合金稱為YG類硬質(zhì)合金。影響硬質(zhì)合金性能的因素隨著合金中含鉆量的增加，相對(duì)密度有所下降，硬度逐漸降低，耐磨性能降低；而抗彎強(qiáng)度逐漸增高，同時(shí)沖擊韌性也提高。合金中碳化鎢粉粒的粗細(xì)度對(duì)機(jī)械性能有影響：粒度變細(xì)、硬度增高，抗彎強(qiáng)度卻有所下降。例如YG6的碳化鎢粉的粒度為2.81～3.23μ時(shí)，其硬度為HRcA88.5；碳化鎢粉的粒度為1．35μ時(shí)，其硬度為HRA92。碳化鎢粉的粒度變細(xì)，其耐磨性能有所提高。硬合金的沖擊韌性也隨著含鈷量增加和碳化鎢粉的粒度增大而提高。如YG6的沖擊韌性為0.35N·m／cm2

，而YG8為0．25N·m／cm2

。以YG類合金為基體，在其表面涂以很薄的一層（0.005～0.015mm）碳化鈦（TiC）合金層，可使其表面硬度及耐磨性提高，而仍具有原基體的良好強(qiáng)度和韌性。涂層可使切削具的壽命提高幾倍，這是十分有益的措施。鉆探用硬合金切削具巖心鉆探中使用的硬合金切削具已定型生產(chǎn)，列入冶金部部標(biāo)和國家標(biāo)準(zhǔn)。目前鉆探中使用的硬質(zhì)合金定型產(chǎn)品形狀有片狀、柱狀及針狀3類。片狀切削具片薄刃寬易于切入和切削巖石，但抗彎能力較差，主要用于鉆進(jìn)1～4級(jí)塑性軟巖；柱狀切削具抗彎、抗壓能力都較強(qiáng)，主要用于鉆進(jìn)4～7級(jí)中硬巖層；針狀硬合金及未列入標(biāo)準(zhǔn)的薄片硬合金（0.7×8.5×20，1×5×20等）用來制造自磨式鉆頭。硬合金切削具形狀的確定和選擇應(yīng)從下面的原則來考慮：（1）有利于破碎巖石；（2）有利于抗磨損；（3）有利于抗斷、抗崩：（4）有利于鑲焊和修磨。硬質(zhì)合金鉆頭的制造工藝在制造工藝中，硬合金鉆頭除了對(duì)鉆頭體的加工應(yīng)嚴(yán)格合乎要求外，鑲焊合金是一個(gè)重要工序。在許多情況下，由于鑲焊不當(dāng)，影響鉆頭質(zhì)量，使鉆頭過早地?fù)p壞而失效，從而影響鉆進(jìn)效果，甚至引起孔內(nèi)事故。鑲焊工作包括硬合金的鑲嵌、焊接、修磨等工序。鑲嵌工作是焊接的基礎(chǔ)。硬合金切削具的定位和方向必須確保設(shè)計(jì)要求。內(nèi)、外出刃及底出刃必須嚴(yán)格按圖紙規(guī)定，鑲嵌要均勻一致。硬質(zhì)合金焊接注意事項(xiàng)焊接工作要求在不損傷硬合金本身質(zhì)量的前提下，把硬合金切削具牢固地焊接在鉆頭體上。YG類硬質(zhì)合金中的碳化鎢是耐高溫的，可是鉆在空氣中，當(dāng)溫度達(dá)到1000℃時(shí)則會(huì)影響其性能。因此，焊接時(shí)若用過高的溫度直接燒切削具，則很容易損傷硬合金本身的質(zhì)量，失去其切削能力。同時(shí)，在焊接時(shí)不均勻的加熱和冷卻都會(huì)對(duì)硬合金切削具造成顯微裂隙，這將大大降低硬合金切削具的強(qiáng)度。硬質(zhì)合金焊接注意事項(xiàng)焊接硬合金鉆頭時(shí)應(yīng)該用氧—乙炔焊（即所謂氣焊），并使用前面所列的專門的含鋅黃銅焊條，使其熔點(diǎn)最好降到900℃以下，并具有良好的流動(dòng)性和焊接性能。在鑲嵌前應(yīng)把硬合金表面的燒結(jié)浮層除掉，同時(shí)，在焊接時(shí)要用硼砂或其他焊劑，清除氧化膜和降低焊料的表面張力從而改善焊接口的浸潤性。同時(shí)，還應(yīng)注意焊縫寬度要選擇適當(dāng)，通常以0．1mm為宜，過小則焊料不易流入，過大則降低焊接強(qiáng)度。成批生產(chǎn)時(shí)，最好采用浸銅焊法，即將所焊的鉆頭放在熔融的焊料中浸漬。這種方法不會(huì)使硬合金過熱，容易保證質(zhì)量。硬質(zhì)合金鉆頭的主要參數(shù)鉆頭體結(jié)構(gòu)切削具的性能與規(guī)格形狀：片狀、方柱狀、八角狀、針狀；切削具出刃：內(nèi)出刃、外出刃、底出刃。切削具的鑲焊角：直鑲、正斜鑲、負(fù)斜鑲切削具在鉆頭底面的排列方式切削具在鉆頭上的數(shù)目鉆頭的水口與水槽（直槽與螺旋斜槽）鉆探用硬質(zhì)合金切削具出刃底出刃外出刃內(nèi)出刃巖心井壁鋼體切削具為了使切削具順利地切入巖石、沖洗液暢通以及減小鉆頭體的磨損，切削具必須突出于鉆頭體一定的尺寸，此突出部分稱為出刃，如左圖所示。根據(jù)突出部位的不同出刃分為內(nèi)出刃、外出刃和底出刃。硬合金切削具底出刃和補(bǔ)強(qiáng)H—切削具底出刃；h0

—切入深度；h1

—鉆頭底面過水間隙補(bǔ)強(qiáng)切削具在鉆頭上的三種鑲焊形式（a)直鑲：Φ＝0，α＝90°（b)正斜鑲：Φ＞0，α＜90°（c)負(fù)斜鑲：Φ＜0，α＞90°Py—軸向壓力，Px—回轉(zhuǎn)水平力；β—刃角，a—切削角；Φ—鑲焊角（前角）；h0

—切入深度，Q—刃前面阻力切削具排列與水口水槽（a）單環(huán)；（b）兩粒一組兩環(huán)；（c）三粒一組三環(huán)；（d）四?！M四環(huán)；（e）密集式兩環(huán)；（f）密集式三環(huán)硬合金鉆頭的各種水口和水槽典型鉆頭結(jié)構(gòu)舉例磨銳式鉆頭：在鉆進(jìn)遇水膨脹、粘結(jié)性的地層——肋骨鉆頭和薄片鉆頭；在鉆進(jìn)中硬及較硬地層——分環(huán)式、掏槽式。自磨式鉆頭：針狀硬質(zhì)合金鉆頭（胎塊式，鋼柱式）和薄片硬質(zhì)合金鉆頭分環(huán)式鉆頭掏槽式鉆頭胎塊式針狀硬質(zhì)合金鉆頭常用硬質(zhì)合金鉆頭選型類別鉆頭類型巖石可鉆性級(jí)別巖石ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨ磨銳式鉆頭螺旋肋骨鉆頭★★★松散可塑性巖層階梯肋骨鉆頭★★★頁巖，砂頁巖薄片式鉆頭★★★砂頁巖，碳質(zhì)泥巖方柱狀鉆頭★★★均質(zhì)大理巖，灰?guī)r，軟砂巖，頁巖單雙粒鉆頭★★★中研磨性砂巖，灰?guī)r晶字形型鉆頭★★★灰?guī)r，大理巖，細(xì)砂巖破擴(kuò)式鉆頭★★★砂碩巖，碩巖負(fù)前角階梯鉆頭★

★★玄武巖，砂巖，輝長(zhǎng)巖，灰?guī)r自磨式胎體針狀鉆頭★★★中研磨性片麻巖，閃長(zhǎng)巖鋼柱針狀鉆頭★★★研磨性石英砂巖，混合巖薄片式自磨鉆頭★★★研磨性粉沙巖，砂頁巖常用硬質(zhì)合金鉆頭及其使用范圍表硬質(zhì)合金取心鉆進(jìn)選擇合適的取心鉆頭選擇適當(dāng)?shù)娜⌒你@具采用合理的鉆進(jìn)工藝硬質(zhì)合金取心鉆進(jìn)工藝鉆速鉆壓泵量鉆壓鉆壓是孔底碎巖的必要條件。鉆壓的大小決定著碎巖的方式和特點(diǎn)，它直接影響鉆進(jìn)速度。機(jī)械鉆速與鉆壓的關(guān)系是：機(jī)械鉆速隨著鉆壓的增加而不斷地增大。這是兩者關(guān)系的總趨勢(shì)。具體可分為3個(gè)階段：表面破碎階段、疲勞破碎階段、體積破碎階段。鉆壓在鉆進(jìn)過程中，切削具逐漸被磨鈍后，切削具與巖石的接觸面積逐漸增大，使切削具接觸面上的壓強(qiáng)減小，以致低于巖石的壓入硬度，因而碎巖方式由體積破碎過渡到疲勞破碎，甚至表面破碎，鉆速急劇下降。所以，在磨銳式硬合金鉆頭的鉆進(jìn)過程中，為保持較高的鉆速，應(yīng)隨著切削具的磨鈍而逐漸增大鉆壓，直至鉆探設(shè)備或其他條件限制不可能繼續(xù)增大鉆壓時(shí)為止。合理確定鉆壓的依據(jù)實(shí)際實(shí)施時(shí)，確定單顆鉆壓尚須考慮巖石的狀態(tài)、鉆頭的類型、鉆孔深度和鉆具強(qiáng)度等因素。例如：鉆進(jìn)粘結(jié)性的軟巖時(shí)，鉆壓應(yīng)選得小一些，以免堵水糊鉆；鉆進(jìn)研磨性較大的巖層時(shí)，鉆壓應(yīng)適當(dāng)加大一些，以免鉆壓不足而造成鉆頭過早磨鈍；鉆進(jìn)裂隙性巖層時(shí)，則鉆壓應(yīng)適當(dāng)降低一些，以免崩刃。初始鉆壓與鉆進(jìn)的關(guān)系這是一個(gè)用Φ92mm的小切削具硬合金鉆頭，在轉(zhuǎn)速100r／min下，鉆進(jìn)玄武巖的試驗(yàn)結(jié)果試驗(yàn)結(jié)果表明：以7.5kN鉆壓開始的，其平均鉆速約2倍于以1.8kN開始而逐漸增至7.5kN鉆壓時(shí)的平均鉆速。因此，一開始就以允許的大鉆壓鉆進(jìn)是有利的。其原因是它充分發(fā)揮了切削具刃具鋒利的優(yōu)勢(shì)。當(dāng)然，開始的大鉆壓應(yīng)理解為合理的最大值，不應(yīng)視為初始鉆壓愈大愈好。確定合理鉆壓的原則在磨銳式硬合金鉆頭鉆進(jìn)中，鉆壓是一個(gè)重要的鉆進(jìn)參數(shù)。鉆壓必須保證切削具切入巖石，以體積碎巖方式進(jìn)行鉆進(jìn)。然后，依不同巖石性質(zhì)（其中主要是巖石的壓入硬度研磨性和抗剪強(qiáng)度），并考慮到鉆進(jìn)過程中工作刃的磨鈍狀況，充分發(fā)揮鋒利刃的作用，力求達(dá)到最高的平均機(jī)械鉆速（純鉆進(jìn)效率）和最大的鉆頭進(jìn)尺來確定鉆壓值。確定合理鉆壓的原則另一方面，必須充分考慮到實(shí)現(xiàn)所要求鉆壓的可能性。最大鉆壓除了受切削具本身和鉆頭本身的強(qiáng)度限制外，還受到鉆桿柱和孔底鉆具組成的強(qiáng)度以及地面機(jī)械設(shè)備能力的限制。在實(shí)際生產(chǎn)中，首先確定每顆硬合金切削具上應(yīng)該施加的壓力，然后，再根據(jù)一個(gè)鉆頭上鑲焊切削具的數(shù)目，計(jì)算出總鉆壓P。即：P＝p·m式中：P—鉆頭上的總壓力；p—每顆切削具上應(yīng)加的壓力（單顆鉆壓）；m—鉆頭上切削具的顆數(shù)。硬合金鉆進(jìn)不同巖層時(shí)

轉(zhuǎn)速對(duì)機(jī)械鉆速的影響中硬以上巖層中鉆進(jìn)時(shí)

機(jī)械鉆速與轉(zhuǎn)速的關(guān)系h—轉(zhuǎn)速n時(shí)，切削具實(shí)際的碎巖深度；h0—當(dāng)n＝0時(shí)的切入深度；μ—取決于巖石的彈性及塑性的衰減系數(shù)。V＝（h0

－μn）mn硬質(zhì)合金鉆進(jìn)的推薦鉆速對(duì)于目前硬合金鉆進(jìn)所用的口徑一般在91～151mm之間，鉆頭的圓周速度應(yīng)在0.6～2m／s的范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)速則一般為100～350r／min。鉆進(jìn)可鉆性2～4級(jí)的軟巖，鉆頭的轉(zhuǎn)速可按圓周速度不超過2.5～3.0m／s來選擇，這樣不同直徑的鉆頭，其極限轉(zhuǎn)速不應(yīng)超過下列值：鉆頭外徑mm93112132151極限轉(zhuǎn)速（≯）r／min500400350300當(dāng)鉆進(jìn)含有夾層或包裹有礫石或漂礫的軟巖時(shí)，上述數(shù)值應(yīng)減小。泵量送入孔內(nèi)的沖洗液量、主要是用于清除孔底產(chǎn)生的巖粉和冷卻鉆頭。隨著沖洗液量的增加，對(duì)孔底清除巖粉和冷卻鉆頭的能力也增強(qiáng)?？椎椎那鍧崰顟B(tài)對(duì)鉆進(jìn)影響很大。把孔底破碎下來的巖屑及時(shí)沖離孔底，就為連續(xù)破碎巖石新鮮面創(chuàng)造了條件，從而避免重復(fù)破碎巖屑和無益地消耗功能。同時(shí)，孔底清潔也減少了鉆具的磨損和防止某些孔內(nèi)事故的發(fā)生。在某些比較松軟的巖層，沖洗液流可起到噴射碎巖作用（如石油鉆井中的噴射鉆井），因此，在硬合金鉆進(jìn)中，盡可能采用較大的泵量是有益的。泵量但是過大的泵量，使其循環(huán)流動(dòng)阻力也相應(yīng)地增大，即工作泵壓增大。由于流動(dòng)阻力是流量的平方成正比，所以流動(dòng)阻力的增長(zhǎng)率大大超過泵量的增長(zhǎng)率。流動(dòng)阻力的增大，一大面直接增加了沖洗泵的負(fù)荷；另一方面，過大的泵量還會(huì)帶來在軟地層沖毀巖心和孔壁的問題，并且在巖心頂端造成很大的壓力，使巖心劈裂而發(fā)生巖心堵塞，降低巖心采取率。因此泵量應(yīng)有一個(gè)合理的值。泵量一般說來，巖石可鉆性級(jí)別越低，轉(zhuǎn)速越大，機(jī)械鉆速越高，則所用的泵量應(yīng)越大；孔徑越大，所用的泵量也越大。沖洗液量應(yīng)保證把巖屑顆粒帶出地表。巖屑顆粒向上攜帶主要決定于上升流速（其次也與沖洗液的性能參數(shù)有關(guān)），而上升速度又與巖屑顆粒尺寸和其密度有關(guān)。清水沖洗時(shí)，上方流速不應(yīng)小于0.25m／s，而采用泥漿作沖洗液時(shí)，上升液流速度不應(yīng)小于0.2m／s。依此，流量可按下式來計(jì)算。Q＝F·vQ—泵量，m3／s；F—管外環(huán)狀空間的面積，m2；v—上升液流速度，m／s。反循環(huán)鉆進(jìn)概述隨著生產(chǎn)、科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)鉆孔直徑的要求越來越大，如何解決鉆進(jìn)中，取心和排除孔內(nèi)大量巖粉就成為突出的問題。五十年代初期，國外最早采用泵吸反循環(huán)鉆進(jìn)方法，使鉆進(jìn)效率提高2—15倍，鉆進(jìn)成本大幅度降低。這一成果發(fā)表后，引起世界各國的重視，目前反循環(huán)鉆進(jìn)方法已為世界許多國家所采用，并取得顯著經(jīng)濟(jì)效益。我國七十年代初期開始研試大口徑反循環(huán)鉆進(jìn)，并取得鉆速高、成本低、搬遷操作方便等較好的效果。反循環(huán)鉆進(jìn)與傳統(tǒng)的正循環(huán)鉆進(jìn)相反，沖洗液自供水池，經(jīng)過井口和鉆桿與孔壁環(huán)狀間隙，以自流方式流到孔底，然后攜帶巖粉通過鉆桿內(nèi)孔返回井口，并經(jīng)過水接頭和排渣管排到供水池，經(jīng)沉淀澄清后重新流入孔內(nèi)。反循環(huán)鉆進(jìn)的特點(diǎn)反循環(huán)鉆進(jìn)鉆桿內(nèi)，孔截面比鉆桿與孔壁間的環(huán)狀截面小得多，因此，鉆進(jìn)中沖洗液上升速度很高。據(jù)計(jì)算當(dāng)鉆孔直徑為500mm時(shí)采用反循環(huán)鉆進(jìn)，鉆桿內(nèi)沖洗液上升速度很容易達(dá)到2m／s，而采用正循環(huán)鉆進(jìn)時(shí)，使用BW—600／30型泥漿泵，其沖洗液上返速度僅有0．053m／s。由于沖洗液上升速度高，鉆進(jìn)時(shí)排粉能力強(qiáng)，孔底干凈，避免重復(fù)破碎，因而提高了鉆進(jìn)效率，降低成本，特別是當(dāng)鉆孔直徑增大時(shí)，鉆進(jìn)費(fèi)用增加得很少。反循環(huán)鉆進(jìn)時(shí)，孔內(nèi)經(jīng)常保持較高的水位，故可利用高水位的靜壓力與地層壓力平衡，保持井壁穩(wěn)定。因此，采用反循環(huán)鉆進(jìn)在一般地層中均可采用清水鉆進(jìn)，從而降低成本，提高鉆孔質(zhì)量。反循環(huán)鉆進(jìn)，巖心和鉆下的巖粉，由鉆桿內(nèi)孔返回地面，因此要求鉆桿內(nèi)孔較大，一般多采用內(nèi)徑150—200mm的鉆桿，以通過較大的卵礫石。當(dāng)?shù)貙又杏写舐训[石時(shí)，必須采取措施以防循環(huán)回路堵塞，使鉆進(jìn)中斷。反循環(huán)鉆進(jìn)是一種連續(xù)取心的鉆進(jìn)方法，鉆頭使用壽命長(zhǎng)，起下鉆次數(shù)少，與正循環(huán)鉆進(jìn)相比，減少了輔助時(shí)間，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。反循環(huán)鉆進(jìn)孔內(nèi)水位高、靜壓力大，在鉆進(jìn)中沖洗液有一定的漏失，因此鉆進(jìn)時(shí)要不斷向孔內(nèi)注水，鉆進(jìn)用水量大，必須備有充分的水流和專門的供水措施，以保證鉆進(jìn)工作順利進(jìn)行。反循環(huán)鉆進(jìn)的分類反循環(huán)鉆進(jìn)按照產(chǎn)生沖洗液上升流動(dòng)的方式不同，可分為地表噴射反循環(huán)，泵吸反循環(huán)和氣舉反循環(huán)三種方式。不同反循環(huán)鉆進(jìn)方式，隨著鉆孔深度的變化，鉆進(jìn)效率也有所不同，圖1－27所示為三種反循環(huán)鉆進(jìn)方式在不同孔深時(shí)的效率曲線，從曲線變化情況可以看出，地表噴射反循環(huán)鉆進(jìn)效率，在淺孔段效率較高，氣舉反循環(huán)鉆進(jìn)效率在50m以后較高。在選擇反循環(huán)鉆進(jìn)方式時(shí)，應(yīng)根據(jù)孔深、水位等情況進(jìn)行合理的選擇，為了提高鉆進(jìn)效率，有時(shí)也采用兩種方式相結(jié)合的復(fù)合式反循環(huán)鉆進(jìn)。三種反循環(huán)鉆進(jìn)效率曲線圖地表噴射反循環(huán)鉆進(jìn)其鉆進(jìn)原理是利用水泵或壓氣機(jī)所產(chǎn)生的高速液流或氣流，注入噴射腔內(nèi)的噴咀，產(chǎn)生高速射流，使噴咀外圍形成負(fù)壓，其壓值可達(dá)8×104—9×104Pa。由于壓差作用，使噴咀產(chǎn)生抽吸作用。噴射器通過接頭與特制水龍頭連接，從而抽吸鉆桿內(nèi)的液體，使鉆桿內(nèi)水位提高，最后在噴射腔內(nèi)與高壓噴射流混合后返回地表水源池內(nèi)。在鉆進(jìn)中鉆桿內(nèi)這種高速上升的沖洗液攜帶巖樣和巖屑連續(xù)返回地表，故也稱為反循環(huán)連續(xù)取樣鉆進(jìn)。地表噴射反循環(huán)1－水龍頭；2－鉆機(jī)；3－孔口管；4－鉆桿；5－鉆鋌；6－鉆頭；7－噴射腔；8－離心泵或空壓機(jī)；9－電機(jī)；10－水源池地表噴射反循環(huán)鉆進(jìn)射流反循環(huán)管路中射流泵布置形式有三種：一種是把射流泵潛入孔內(nèi)，放置在鉆頭上部，如圖a所示；一種是將射流泵放在地表，如圖b所示；另一種是把射流泵裝在水龍頭的下方，如圖c所示。從圖中三種不同安裝位置來看，b、c管路簡(jiǎn)單、射流泵不運(yùn)動(dòng)。但它是利用射流泵真空度來驅(qū)動(dòng)循環(huán)的，因此，這種方式適用于淺孔使用。裝置a是利用射流泵的揚(yáng)程進(jìn)行工作，因此，循環(huán)驅(qū)動(dòng)力大于一個(gè)氣壓。若工作流體為液體，則上升流體為工作流體與引射流體之和，增大了上升流體的流速。若工作流體為壓縮空氣，則使上升流體變成氣、水和固體混合物，形成與氣舉反循環(huán)相似的形式。這種裝置的缺點(diǎn)是使鉆具復(fù)雜。泵吸反循環(huán)鉆進(jìn)泵吸反循環(huán)鉆進(jìn)是利用離心泵或軸流泵的抽吸力量，使鉆桿內(nèi)的液體上升的一種管路布置方式。泵的進(jìn)水管與鉆桿的提引水接頭連接，并通過鉆桿深吸入口下到井底，井內(nèi)沖洗液經(jīng)鉆頭（亦可看作泵的吸入口）攜帶巖屑經(jīng)鉆桿上升，由水泵出水管排到水源池。泵吸反循環(huán)的適用范圍泵吸反循環(huán)鉆進(jìn)適于在地下水位高、地層滲漏量較小的地區(qū)工作。由于循環(huán)的動(dòng)力為砂石泵的真空度，用以克服流體上升時(shí)的各種阻力。因此，泵吸反循環(huán)鉆進(jìn)深度受到限制。國內(nèi)試驗(yàn)，在井深45m以內(nèi)鉆進(jìn)效率較高隨著井深的增加，泵的排量逐漸減少，鉆進(jìn)效率隨之下降。當(dāng)井深超過70m以后，雖然也能工作，但效率顯著降低，因此，有些資料上認(rèn)為泵吸反循環(huán)的合理深度為70m。氣舉反循環(huán)鉆進(jìn)氣舉反循環(huán)是利用壓縮空氣與鉆桿內(nèi)的沖洗液混合后，形成低比重的氣水混合物，在壓差作用下以高速向上流動(dòng)，從而把孔底巖心和巖屑連續(xù)不斷的帶出地表，氣舉反循環(huán)鉆進(jìn)供氣方式同心式。上部采用雙壁鉆桿，下部是單壁鉆桿。壓縮空氣自上部水氣龍頭經(jīng)主動(dòng)鉆桿上部雙壁鉆桿之間間隙送入混合器內(nèi)，經(jīng)混合器進(jìn)入鉆桿內(nèi)，并形成摻氣水流上升至地面，這就是以上討論的典型的氣舉反循環(huán)。氣舉反循環(huán)所使用的雙壁鉆桿與空氣混合室結(jié)構(gòu)如圖7-6和圖7-7所示。并列式。在單壁鉆桿旁以并列的方式放一根（或兩根）風(fēng)管，鉆桿之間的連接可以是絲扣連接，也可以是法蘭盤連接。這種方法起下鉆具費(fèi)時(shí)，但鉆桿加工技術(shù)要求低。氣水混合器空氣鉆進(jìn)空氣鉆進(jìn)的實(shí)質(zhì)是以壓縮空氣代替沖洗液，作為鉆進(jìn)中的循環(huán)介質(zhì)來冷卻鉆頭，吹洗鉆孔把巖屑攜帶出地表的一種高效率、先進(jìn)鉆進(jìn)方法。空氣鉆進(jìn)可以正循環(huán)鉆進(jìn)，也可以反循環(huán)鉆進(jìn)，在鉆探設(shè)備上只需要增加一臺(tái)移動(dòng)式空氣壓縮機(jī)，孔口防塵及除塵等設(shè)備?？諝忏@進(jìn)方法見圖。空氣鉆進(jìn)特別適用于干旱缺水地區(qū)、常年永凍層、孔內(nèi)嚴(yán)重漏水地層及用水鉆進(jìn)較困難地區(qū)。我國北方各省和西北各地有很多這樣的地區(qū)，因此，研究空氣鉆進(jìn)具有很大的現(xiàn)實(shí)意義?？諝忏@進(jìn)的優(yōu)點(diǎn)鉆進(jìn)效率高：空氣鉆進(jìn)效率比一般鉆進(jìn)法約提高9—11倍。其原因是：孔底巖石減掉了鉆孔內(nèi)的液柱靜壓力，有助于巖石最大限度地釋放殘余應(yīng)力，使孔底巖石處于一種負(fù)壓效應(yīng)狀態(tài)，借助切削具的碎巖作用，巖屑呈“爆炸”形式崩離巖體，從而提高了鉆進(jìn)效率。另外壓縮空氣以高速吹洗孔底、孔內(nèi)干凈，幾乎完全沒有重復(fù)破碎，故在硬巖和深孔時(shí)，鉆進(jìn)效率更為顯著。鉆頭壽命長(zhǎng)：空氣鉆進(jìn)鉆頭壽命長(zhǎng)，除上面提到的因素外，還有一重要因素，即當(dāng)壓縮空氣經(jīng)過鉆頭時(shí)，由于壓力驟然降低，在此大量吸收熱量，有利于冷卻鉆頭，防止燒鉆，并為切削具創(chuàng)造有利的工作環(huán)境。與一般鉆進(jìn)方法相比，鉆頭壽命可提高十倍以上。能取得正確的地質(zhì)資料：空氣鉆進(jìn)以空氣為循環(huán)介質(zhì)，它不污染巖石和孔壁這不僅對(duì)洗井、抽水等工作有益，而且可以獲取正確的水文地質(zhì)資料。空氣鉆進(jìn)不用水：這在干旱缺水地區(qū)其優(yōu)越性更為顯著，同時(shí)可以避免因漏水而帶來的堵漏問題和沖洗液、巖粉等對(duì)含水層堵塞的影響?？諝忏@進(jìn)工藝空氣鉆進(jìn)可分為：干空氣鉆進(jìn)、泡沫鉆進(jìn)、泡沫泥漿鉆進(jìn)、充氣泥漿鉆進(jìn)等四種鉆進(jìn)方法。本節(jié)將著重介紹干空氣鉆進(jìn)工藝，其它方法從簡(jiǎn)。干空氣鉆進(jìn)，又稱為“粉塵”鉆進(jìn)，主要適用于完全干燥無水地層和含水量較少能被氣流吸收的基巖地層或第四系覆蓋層。在完全無水地層中鉆進(jìn)，當(dāng)返回到地表的巖屑為粉塵狀時(shí)，此時(shí)為最優(yōu)鉆進(jìn)速度和最好的經(jīng)濟(jì)效果。因?yàn)榇藭r(shí)孔底巖石所承受的壓力為壓縮空氣柱的壓力和鉆孔內(nèi)巖屑總重量之和，此壓力低于鉆孔沖洗液桂幾倍到幾百倍，故可獲得最好的鉆進(jìn)效果?？諝忏@進(jìn)技術(shù)參數(shù)包括：鉆頭壓力、鉆頭回轉(zhuǎn)速度、空氣量和空氣壓力。泡沫鉆進(jìn)當(dāng)孔內(nèi)滲水較多時(shí)，又不能被壓縮空氣吹干，使干空氣鉆進(jìn)迂到困難，可采用泡沫鉆進(jìn)，泡沫鉆進(jìn)是用水與泡沫劑混合，通過壓柱泵以霧狀噴入壓縮空氣的氣流中，送到孔底進(jìn)行鉆進(jìn)，該方法具有較大的攜帶巖屑能力，但所需空氣量約增加30％左右。泡沫泥漿鉆進(jìn)當(dāng)鉆進(jìn)破碎地層，采用干空氣鉆進(jìn)，泡沫鉆進(jìn)均不能保持孔內(nèi)安全而出現(xiàn)坍塌、掉塊、以致無法鉆進(jìn)時(shí)，可采用泡沫泥漿鉆進(jìn)。泡沫泥漿是一種比較穩(wěn)定的“泥漿包氣”的乳化濃，用穩(wěn)定的泥漿添加劑和泡沫劑配制而成。使用時(shí)在足夠的空氣量中，噴射少量的稀泥漿，空氣與泥漿的配比為1／100至1／300。泡沫泥漿鉆進(jìn)適用于松散的穩(wěn)定性較差的地層。該方法具有鉆速高、所需空氣量少，在水敏地層也能取得較好效果。充氣泥漿鉆進(jìn)當(dāng)鉆孔內(nèi)出現(xiàn)涌水，空壓機(jī)風(fēng)量不足，不能把孔內(nèi)水柱吹出地表；或鉆孔內(nèi)出現(xiàn)漏失嚴(yán)重時(shí)，可采用充氣泥漿鉆進(jìn)。充氣泥漿鉆進(jìn)是將壓縮空氣和泥漿同時(shí)用的鉆頭進(jìn)入孔底進(jìn)行鉆進(jìn)，充氣泥漿是泥漿與空氣組成的一種穩(wěn)定而均勻的氣泡泥漿，其目是降低鉆孔內(nèi)泥漿柱的密度，以減少孔內(nèi)循環(huán)液漏失和對(duì)含水層的堵塞，起到保護(hù)孔壁作用。CSR鉆探方法原理中心取樣鉆探方法的鉆進(jìn)原理，如圖所示。壓縮空氣經(jīng)側(cè)入式氣水龍頭進(jìn)入雙壁鉆桿的環(huán)狀間隙下行，到達(dá)孔底后經(jīng)內(nèi)管中心通道上返，同時(shí)將所鉆地層樣品及巖屑攜至地表并進(jìn)入旋流器，樣品在旋流器中與空氣分離，再根據(jù)地質(zhì)要求進(jìn)行不同比例的無分選縮分，最后將所分樣品按要求包裝編號(hào)后送交化驗(yàn)室分析處理。中心取樣鉆探方法的由來金剛石繩索取心鉆進(jìn)方法在一些復(fù)雜地層中顯得無能為力;砂金勘探中常規(guī)方法取樣難，長(zhǎng)期未能獲得突破；金剛石鉆進(jìn)方法的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)已經(jīng)達(dá)到極限；常規(guī)鉆探方法在干旱缺水地區(qū)施工因供水難而不得已另辟蹊徑。CSR鉆探方法的地質(zhì)特點(diǎn)1.以取樣段的概念取代了取心鉆進(jìn)中的回次長(zhǎng)度概念

所謂取樣段長(zhǎng)度，就是在鉆進(jìn)過程中，把一定長(zhǎng)度內(nèi)(或一定進(jìn)尺內(nèi))的巖樣收集到一起，充分混合后作為一個(gè)送檢樣，這個(gè)定尺長(zhǎng)度即為取樣段。2.用滿足地質(zhì)要求的樣品量來取代原取心鉆進(jìn)中巖心采取率的概念3.現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)編錄程序有了較大區(qū)別

即現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)人員僅對(duì)返上之巖樣進(jìn)行大概的定性描述記錄，重點(diǎn)解決找礦問題，而那些更詳盡的地質(zhì)基礎(chǔ)理論工作則交由專門的研究人員去進(jìn)行。90%100%在對(duì)一個(gè)取樣段的樣品進(jìn)行縮分時(shí)，必須作到無分選，即樣品在縮分時(shí)必須充分混合，以確保鉆孔中該取樣段的每一斷面上的樣品均能等量地保留在縮分樣中。這樣，無論分樣比例為多大，所得到的樣品因?yàn)榘嗽摽锥胃鹘孛嫔系膬?nèi)容，仍可認(rèn)為是100%的采取率(圖3)。相反，如果在取心鉆進(jìn)中，即使巖心采取率達(dá)到了90%，按規(guī)范完全滿足地質(zhì)要求，但仍有可能在沒有拿到的10%的巖心里富含礦而使依靠拿到的90%巖心所進(jìn)行的巖礦分析出現(xiàn)較大的誤差，這種情況在金等貴金屬礦產(chǎn)中表現(xiàn)得尤為突出。取心取樣品位對(duì)比結(jié)果(山東)分樣品位對(duì)比結(jié)果CSR鉆探方法的工藝特點(diǎn)

1.改變了沖洗循環(huán)介質(zhì)即從液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)

2.改變了循環(huán)方式即從單壁鉆桿正循環(huán)變?yōu)殡p壁鉆桿反循環(huán)

3.改變了碎巖方式及樣品形態(tài)由原來的切削與磨削碎巖改變?yōu)闆_擊與沖擊切削碎巖，由獲取柱狀巖心改變?yōu)楂@取碎屑狀巖樣。CSR鉆探方法的優(yōu)點(diǎn)1.鉆進(jìn)效率高2.有利于穿越復(fù)雜地層這是因?yàn)樵阢@進(jìn)時(shí)，壓縮空氣在雙壁鉆桿中的循環(huán)恰似一閉路循環(huán)系統(tǒng)，即便遇到老窿或溶洞，一俟鉆具到達(dá)洞底，正常循環(huán)也會(huì)立即恢復(fù)，而這在常規(guī)鉆探方法中卻是不可思議的。3.鉆孔質(zhì)量好4.鉆進(jìn)工藝簡(jiǎn)單

中心取樣鉆進(jìn)與常規(guī)取心鉆進(jìn)相比，由于鉆具自身的特點(diǎn)及碎巖方式的改變，鉆進(jìn)參數(shù)如壓力、轉(zhuǎn)速等的控制比較簡(jiǎn)單，即便稍有不當(dāng)，對(duì)鉆進(jìn)效率、孔內(nèi)安全等影響均不大。5.可以氣代水

有利于在干旱缺水地區(qū)施工，這一點(diǎn)對(duì)于開發(fā)我國大西北具有特殊意義。CSR鉆探方法確定礦體產(chǎn)狀空氣鉆進(jìn)優(yōu)點(diǎn)中心取樣鉆具組合CSR73/33雙壁鉆桿CSR73/39雙壁鉆桿

雙通道氣水龍頭反吹接頭短氣（氣舉）接頭正反循環(huán)轉(zhuǎn)換接頭樣品與收集裝置現(xiàn)場(chǎng)安裝示意圖復(fù)合片取心鉆頭特殊需要時(shí)也可取心承包外資金礦勘探施工亦可用于工程施工在干旱缺水地區(qū)，常規(guī)鉆探方法施工需拉水維持，如遇漏失，則生產(chǎn)舉步維艱；在某些火成巖地區(qū)，巖石表現(xiàn)為高硬度、強(qiáng)研磨性，常規(guī)鉆探方法鉆進(jìn)效率低；常規(guī)鉆探方法在復(fù)雜地層鉆進(jìn)，鉆材消耗大，鉆探成本居高不下；鉆探效率低，延長(zhǎng)礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)周期；客觀條件迫切要求能有新的鉆探方法來解決這些難題。推該項(xiàng)技術(shù)的必要性經(jīng)濟(jì)效益估算投入70萬圓(按2年計(jì))：雙壁鉆桿鉆具-20萬圓，樣品收集與處理裝置-5萬圓，潛孔錘、牙輪鉆頭、復(fù)合片鉆頭等-10萬圓，設(shè)備租賃-30萬圓，其他-5萬。產(chǎn)出：目前金礦勘探平均鉆探單位成本約420圓/m，根據(jù)中心取樣鉆探方法近年來在不同地質(zhì)條件下的施工實(shí)際指標(biāo)，每米即使按節(jié)約200圓計(jì)，2年如工作量能達(dá)到8000~10000m，可直接節(jié)約資金160~200萬圓。有利于水資源快速評(píng)價(jià)中國雖然是個(gè)資源大國，但水資源的匱乏卻是盡人皆知的事實(shí)，且水資源的分布極不均衡，在經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)的中西部地區(qū)、特別是西北地區(qū)，水資源的短缺顯得尤為突出，不僅直接影響到這些地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，嚴(yán)重的還危及到當(dāng)?shù)厝嗣竦纳钆c生存。如這些地區(qū)的水資源問題得不到有效解決，是無法談及進(jìn)一步發(fā)展經(jīng)濟(jì)、改善人民生活條件、縮小與經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)之間的差距的。顯然，水資源是制約上述地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的關(guān)鍵因素之一?！拔鞑空宜?jì)劃”無疑是極其重要的正確決策，利用先進(jìn)的多工藝空氣鉆進(jìn)技術(shù)，為在干旱缺水地區(qū)進(jìn)行水資源快速評(píng)價(jià)提供先進(jìn)的技術(shù)手段，是加速干旱缺水地區(qū)水資源快速評(píng)價(jià)的有效途徑。采用新技術(shù)的必要性由于受技術(shù)條件、傳統(tǒng)觀念等的限制，一些以前的水文結(jié)論并不能完全真實(shí)地反映當(dāng)?shù)氐牡叵滤Y源現(xiàn)狀，應(yīng)重新予以評(píng)估。以往我們?cè)谒^的貧礦區(qū)找到富礦、在貧油區(qū)找到富油、在貧水區(qū)找到豐富的地下水的例子屢見不鮮，這充分說明了隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步以及新理論、新方法的產(chǎn)生，在上述地區(qū)已經(jīng)做過水文結(jié)論的所謂貧水區(qū)，仍有可能在新理論的指導(dǎo)下，通過應(yīng)用新技術(shù)、新方法而找到豐富的地下水。為此，我們認(rèn)為進(jìn)一步加快我國干旱缺水地區(qū)的水資源勘探速度，找到豐富的地下水并迅速開發(fā)利用，不僅是現(xiàn)實(shí)的，也是完全可能的?？諝夥囱h(huán)鉆探方法最適宜在干旱缺水地區(qū)進(jìn)行水資源快速評(píng)價(jià)反循環(huán)可及時(shí)發(fā)現(xiàn)地下水孔口開始涌水水量開始增大開始噴發(fā)噴水量增加并逐漸達(dá)到高潮從旋流器處觀察水量多介質(zhì)鉆井液鉆探技術(shù)干空氣鉆進(jìn)干空氣鉆進(jìn)，又稱為“粉塵”鉆進(jìn)，主要適用于完全干燥無水地層和含水量較少能被氣流吸收的基巖地層或第四系覆蓋層。在完全無水地層中鉆進(jìn)，當(dāng)返回到地表的巖屑為粉塵狀時(shí)，此時(shí)為最優(yōu)鉆進(jìn)速度和最好的經(jīng)濟(jì)效果。因?yàn)榇藭r(shí)孔底巖石所承受的壓力為壓縮空氣柱的壓力和鉆孔內(nèi)巖屑總重量之和，此壓力低于鉆孔沖洗液桂幾倍到幾百倍，故可獲得最好的鉆進(jìn)效果。干空氣鉆進(jìn)工藝參數(shù)空氣鉆進(jìn)技術(shù)參數(shù)包括：鉆頭壓力、鉆頭回轉(zhuǎn)速度、空氣量和空氣壓力。鉆頭壓力和回轉(zhuǎn)度：空氣鉆進(jìn)無液浮力和液潤滑作用，因此，鉆桿在空氣中承受較，高的靜載荷和動(dòng)載荷，在深孔中尤其突出。故空氣鉆進(jìn)壓力不宜過高，一般比沖洗液鉆進(jìn)低約1/3～1/2。干空氣鉆進(jìn)壓力一般控制在12—200×107pa范圍內(nèi)。鉆頭回轉(zhuǎn)速速度因無液潤滑，回轉(zhuǎn)阻力加大，故不宜過快，一般在松軟地層為80一160r／min；堅(jiān)硬地層一般為30—80r／min?？諝饬亢涂諝鈮毫Γ嚎諝忏@進(jìn)的氣舉能力與空氣密度成正比，與環(huán)狀空間的空氣流速的平方成正比。這將隨著鉆孔深度的增加，空氣密度和破碎巖石的巖屑重量