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鉆探知識匯總

一、鉆探的基本概念
    1、鉆探:用鉆機按一定設計角度和方向向地下鉆孔,通過取出孔內的巖芯、巖屑或在孔內下入測試儀器,以探明地下礦產儲量、了解地層結構、巖石性質及滿足其它工程施工要求等,這種工程稱為鉆探。
    2、巖芯鉆探:鉆進時,在孔底保留巖芯,并主要以提出的巖芯來研究、了解地下地質和礦產情況的鉆探方法。
    3、鉆進:利用鉆頭在孔底工作,破碎巖石和繼續加深鉆孔的作業。它包括破碎孔底巖石和使鉆孔按要求延伸兩個方面。
    4、鉆進方法:向地下鉆孔時,破碎孔底巖石的方法和技術措施的總稱。
    5、鉆探工藝:如何利用一定的設備和工具來破碎巖石(土層),在地層中造成一個有一定直徑和深度的圓滑規則的鉆孔,并采取一定的技術措施以保證鉆進工作順利進行的全部工作。
    6、鉆孔:為進行礦床勘探或其它工程目的,采用鉆探機械設備或其它方法帶動鉆頭而鉆得的圓柱形孔。它具有深度大、直徑小、方向任意的特點。
    7、鉆孔空間三要素 ①孔深(L):孔口至測點的鉆孔軸線的長度; ②頂角(θ):測點處鉆孔軸線(或其切線)與鉛垂線的夾角; ③方位角(α):測點處鉆孔軸線在水平面上的投影與磁北方向的夾角。
    8、鉆孔結構:指由開孔至終孔,孔身口徑的變化。它包含著鉆孔口徑、換徑次數、下套管層數、管徑、長度、換徑深度及套管底部止水封固方法等。
    9、循環:泥漿泵通過鉆柱內孔(或鉆柱與孔壁間隙)將沖洗液送到孔底,完成沖洗孔底、冷卻鉆頭作用后,沿鉆柱與孔壁之間的環狀間隙(或鉆柱內孔)返回地表并將巖粉攜帶出孔外的過程。
    10、地質巖心鉆探的目的:是從地下取出巖礦心。通過對巖礦心的分析研究、觀察、鑒定和化驗,可以直觀了解礦體的厚度、埋藏深度、產狀、分布規律、礦物組成、礦石品位、化學成分、礦石和巖石的物理力學性質和結構構造等。巖礦心采取數量和品質,直接影響著判斷地質構造、評價礦產資源、提交礦產儲量和礦山開采設計的準確性和可靠性。地質巖心鉆探是獲得地下實物樣品的最有效方法。鉆探過程中不僅要求有較高的鉆進效率,而且要求所采取的巖礦心在數量上有足夠的體積,在質量上能夠盡可能的保持原生結構和含礦品位。這些要求在巖心鉆探質量管理中用巖礦心采取率表示。
 
    二、鉆探的分類
    1、按施工目的分類見下表
    
    2、按碎巖工具(或稱為磨料)分類 硬質合金鉆進、鋼粒鉆進、金剛石鉆進、牙輪鉆頭鉆進等。
    3、按施加外力的性質和方式分類:沖擊鉆進、回轉鉆進、沖擊回轉鉆進等。
    4、按沖洗液類型分類: 清水鉆進、泥漿鉆進、乳狀液鉆進、飽和鹽溶液鉆進、泡沫鉆進、空氣鉆進等。
    5、按沖洗液循環方式分類:正循環鉆進、反循環鉆進等。
    6、按是否取心分類:取心鉆進、全面鉆進等。
    7、按巖心從孔內輸送至地表方式分類 提鉆取心、不提鉆取心(繩索取心鉆進和反循環連續取心等)
    8、特殊的鉆探方法 繩索取心、定向、潛孔錘、跟管、中心取樣、井底動力鉆進等。
 
    三、巖芯鉆探生產過程
    1、鉆探施工過程:就是從平地基開始,直到鉆孔終孔后將設備拆卸完為止的全過程。它包括定孔位→平整與修筑地基→安裝鉆探設備及附屬設備→安裝驗收→開孔前的準備工作→開孔及下孔口管→換徑→鉆進→巖礦芯整理、編錄和保管→其他工作(下套管,校正孔深,簡易水文觀測,鉆孔彎曲測量、測井)→終孔起拔套管→封孔→封孔質量檢驗。
    2、鉆進前準備。是鉆孔進入開孔之前進行的全部準備工作,如平地基、安裝設備(鉆塔、鉆機、水泵、動力機等),安裝附屬設施(場房、安全設施、循環系統、水管、照明等),安裝驗收和試鉆。
    3、鉆進過程。是指鉆孔從開孔鉆進到終孔的施工過程。
    4、終孔。是指鉆孔停止鉆進到設備拆卸完為止所進行全部工作,包括鉆孔彎曲測量、測水位、抽水試驗、封孔、起拔套管、拆卸設備等。
    5、巖芯鉆進過程:由動力機帶動鉆機回轉,由鉆桿、巖心管和鉆頭組成鉆柱,并由鉆機供給鉆柱一定的軸向壓力和扭矩,從而使帶切削具的鉆頭產生刻取巖石的作用,以達到不斷往深部鉆進的目的。 鉆進時該取下來的巖粉,隨著由泥漿泵通過鉆柱送入孔底的沖洗液,經孔壁的環狀間隙沖到地表。鉆進中巖芯進入巖芯管,通過提升鉆具或其它取芯方法將巖芯卡斷,從孔底提至地表。從下鉆到提鉆取巖芯,算一個鉆程,叫做一個回次。升降鉆具是通過鉆塔和鉆機的卷揚機來完成的。
 
    四、巖心鉆探的主要內容
    鉆探設備、鉆進方法(鉆探工藝)、鉆探質量及測量、鉆孔沖洗與護壁堵漏、事故預防及處理、機場生產管理、安全技術、相關知識(機械基礎知識、機械加工修理知識、電工知識、地質基礎知識、礦床知識)等。
 
    五、巖石的可鉆性
    1、巖石可鉆性的概念:在一定技術條件下,反映鉆進巖石難易程度的綜合指標。一般以機械鉆速(m/h、m/s)作為可鉆性指標。
    2、巖石可鉆性的分級 原地質部1958年頻布的巖石可鉆性分級表和地礦部1984年頒布的金剛石巖心鉆探可鉆性分級表均把巖石可鉆性分為12級。
    3、劃分級 四類十二級:軟的―相當可鉆性1~3級;中硬的―相當可鉆性4~6級;硬的―相當可鉆性7~9級;堅硬的―相當可鉆性10~12級。
 
    六、鉆孔口徑知識
    
    說明:DCDMA標準是美國金剛石鉆機制造者協會標準。
 
    七、鉆探生產的特點
    1、“小、實、全”。小—組織結構小,是地勘單位最基層的行政單位;實—講工作最具體、最實在;全—指鉆探生產管理十分全面。
    2、鉆探施工主要是為國家基本建設服務。
    3、工作對象是巖石。由于巖石和地層構造千變萬化,所以它的施工工藝、技術規范很難達到標準化生產,鉆進效率高低受鉆進巖石可鉆性的影響大。
    4、鉆探生產在野外施工,工作流動分散,生產條件和生活條件艱苦。
 
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