钻探工艺培训课件.doc

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1、引 言钻探指的是用机具钻孔取样，判定地层地质情况、获取地质信息的作业。钻探技术发源于中国四川，其首要作用是找水喝，其次是找盐吃。钻探技术堪称是我国四大发明之后的第五大发明。目的就是取盐。钻探是地质勘探工作中的不可缺少的一项重要技术手段。用机器从地表向地下钻形成圆柱形孔就叫钻孔，用各种方法使钻孔不断向下延伸的过程叫钻进。钻孔的作用：用以鉴别和划分地层。从钻孔中不同深度处取得岩心、矿样、土样进行分析研究；确定岩层、矿物的储量、所处位置、矿物的种类及品质等；用以测定岩石和土层的物理、力学性质和指标，提供设计需要；下入仪器获取地球地层内部信息。钻探工程所用钻机主要分为回转式、冲击式及冲击回转式等几种。

2、钻探工程按钻孔用途可分为：固体矿产钻探；石油天然气钻探；水文地质钻探。 地热钻探。 工程地质钻探；科考钻探；以及大口径灌注桩成孔。孔深几百米几千米。第一章：钻探技术与规程（钻探工艺）第一节、硬质合金钻进利用镶焊在钻头体上的硬质合金切削具作为破岩的工具，这种钻进方法称作硬质合金钻进。（一）、硬质合金钻进特点1、由于切削具固定在钻头体上，它可以钻进任意倾角的钻孔，不受孔内、孔径孔深的限制。所钻出孔壁及岩心其直径比较一致，表面光滑，这对于安全钻进和保证取心是有利的。2、可以根据不同的岩性和要求，合理设计和选择钻头的结构，以便在不同的地层都取得良好的效果和满足工作的要求。3、钻进中，操作简单、规程参数

3、的允变范围大、容易掌握。4、较容易保证钻孔质量、岩心采取率较高、孔斜较小。（二）影响硬质合金钻进的主要因素1、岩层性质：如硬度、研磨性、裂隙性、不均匀性及岩层的硅化程度。2、钻头的结构：如硬质合金的切削刃的硬度、强度韧性和抗磨性能，硬质合金切削具的形状、规格、切削具在钻头上的排列形式、数量镶焊方法及镶焊的质量等。3、钻进时的操作技术及钻进规程：如钻压、转速、泵量等。（三） 硬质合金钻头的选择和使用1、 取心硬质合金钻头的规格必须符合地质钻探钻头图谱中标准图纸的要求。应根据钻头直径、岩石性质和所钻进岩层的最高的生产指标(机械钻速、回次进尺、钻头进尺)和经济指标(钻头成本、使用次数)选择钻头上切削

4、具的数量、出刃大小、镶焊角度及刃尖角。钻头的内、外、底出刃应对称、平整，镶焊要牢固，不合格者，不准使用。旧钻头经修磨合格后方能再用。 2、针状硬质合金钻头体不得短于95毫米。与金刚石钻头交替使用的针状硬质合金钻头，内外出刃应与相应的金刚石钻头一致。 3、相邻回次的硬质合金钻头内外径不得相差过大。 4、钻头下入钻孔后，应慢速、轻压扫孔到底，再逐渐加足所需压力。钻进硬岩层时严禁在压力不足的情况下单纯加快转速。 5、合理掌握回次提钻长度。要根据钻头的磨损情况，改进下一个回次的钻进技术参数。 6、孔内残留岩心在0.5米以上或有脱落岩心时，必须用旧钻头处理，不得下入新钻头。 7、 下钻中途遇阻，不得猛墩

5、，可用钳子扭动钻杆或开车试扫。针状硬质合金钻头下钻遇阻，经采取上述措施无效时，要换普通钻头处理。 8、拧卸钻头时，严防钳牙咬伤硬质合金、合金胎块或夹扁钻头。严禁用大锤敲击钻头。（四） 硬质合金钻进技术参数硬质合金钻进技术参数见表1。表1：不同岩层钻进技术参数范围表 岩石级别钻 进 技 术 参 数钻 头 压 力转 速（r/min）泵 量（L/min）取心钻头（kg/粒）刮刀钻头（kg/cm2）14级50601001202003508056级部分7级8012012015015025080 注：（1）针状硬质合金块每块能承受的压力为150200公斤；（五） 硬质合金钻进注意事项 1、钻进中要保持压力

6、均匀，不得无故提动钻具或变更钻进参数。倒杆后开车时，应降低孔底压力。发现孔内有异状，如糊钻、憋水或岩心堵塞时，经处理无效，应立即提钻。 2、 取心时要选择合适的卡料或卡簧。投入卡粒后应冲孔一段时间，待卡粒到达钻头部位后再开车，采心时，不要频繁提动钻具。 3、孔底有硬质合金碎片时，必须设法捞净或磨灭。4、使用肋骨钻头或刮刀钻头钻进时，应及时划眼。第二节、钢粒钻进（一）钢粒钻进的概念用未镶焊切削具的钻头压住钢粒或钢砂并劳动它们在孔底翻滚而破碎岩石的钻进法称作为钢粒钻进。（二）钢粒钻进存在的缺点1、孔底破岩过程本身限制了钻速的继续提高；2、磨料（钢粒）和管材消耗量大；3、钻探质量较差、采心率不高、钻

7、孔弯曲过大。(三)钢粒钻进主要注意事项1、钢粒钻进时必须使用取粉管，长度不小于1.5m，便于钻进时取粉。2、钻进中孔底钱残留岩心不宜超过0.3m。如超过时请及时冲孔取捞，否则影响钻进效率。3、刚下套管不准使用钢粒钻进防止卡钻和跑管事故发生。4、钢粒钻进时水量的大小直接影响到钻进效果，要合理地掌握。第三节、金刚石钻进（一）金刚石的特性1、硬度高：是世界上已发现的矿物中硬度最高的，其莫氏硬度为10级，是合金片的六倍。2、抗压强度大：金刚石具有极大的抗静压强度，但同时具有脆性，受冲击易碎裂。3、耐磨性好：金刚石具有极高的耐磨性，为硬合金40200倍。4、导热性强：金刚石具有极高的导热性，易吸热也易放

8、热，表现出热稳定性差，因此钻进中应有足够冲洗液冷却钻头。（二）金刚石钻进的优点钻进效率高、钻孔质量好、孔内事故少、钻探成本低、劳动强度小。（三）金刚石钻头的基本结构和种类金刚石钻头是由金刚石、胎体和钻头体三者组成。金刚石镶嵌在胎体的位置分为底刃、内外刃和侧刃，其中内外刃是刻取岩石起到保径作用。1、胎体：胎体是钻头包镶金刚石的一圈假合金，也称作胎环。胎体上有内外棱及水口和不同硬度，供钻不同地层选择使用。2、钻头体：钻头体是钻头的钢体部分，用中碳钢制成，上部有丝扣与扩孔器连接。（四）金刚石钻头种类的选用1、表镶钻头：钻头的底面只有一层金刚石每粒金刚石有14到13露在胎体外。（粗粒、中粒、细粒）2、

9、孕镶钻头：将颗粒很小（100粒以上克拉）的金刚石或者碎粒金刚石均匀地混合在胎体内部而制成的钻头，叫孕镶钻头。3、软质岩层（研磨性弱）一般选用表镶粗、中粒金刚石钻头。硬质岩层（研磨性强）一般选用表镶细粒金刚石或孕镶钻头。（五）、金刚石钻进时的主要操作注意事项1、钻进时必须要有足够的冲洗液冷却钻头，严禁干钻。2、金刚石钻头拆装必须要使用专用工具，严禁敲打。3、钻压要适中，过大压力以防将金刚刚石粒压碎。(一般初压较小，钻进压力较大)4、正常钻进中不得随意提动钻具，以防岩心堵塞。5、提放钻具时应轻拿轻放避免碰撞钻头。第二章 金刚石绳索取芯钻进第一节 绳索取心钻进的优缺点及应用范围 第一单元 绳索取心钻

10、进的优缺点及应用范围 绳索取心钻进是指在钻进过程中，当岩心充满岩心管后，不需提钻取岩心，而是以钻杆为通道，借助于绳索和专用打捞工具，把钻进过程中贮存于内岩心管中的岩心提升到孔外的取心钻进方法。由于这种方法不需要将钻杆提升到孔外，所以极大地减少了起下钻具的时间。据统计，在金刚石岩心钻进过程中，升降钻具工序约占全部生产时间的30%40%，而且机械化程度低，劳动强度大。为了增加纯钻进时间，提高钻进效率，采用绳索取心钻进是最有效的途径之一。一、优点1、钻进效率高 绳索取心钻头的壁厚比普通取心钻头厚，钻进时的机械钻速略低于普通钻头。但由于减少了辅助作业时间，增大了纯钻进时间，所以总的钻进效率仍比普通钻头

11、高，且这种趋势随孔深的增大而增大。2、地质效果好 绳索取心钻具具有打捞速度快，提升平稳以及岩心堵塞后能即时报警等特点。因此，当岩心堵塞时，便于立即处理，可以减少岩矿心的损耗。所以绳索取心钻进岩心采取率高，完整度和纯洁性好。3、钻头寿命长 由于减少了提钻次数，因此钻头在升降过程中的拧卸、碰撞的机会及扫孔时的磨损减少。同时，钻杆与孔壁间隙小，钻头在孔内工作平稳，也可以提高钻头寿命。通常，绳索取心钻头寿命比普通钻头寿命高一倍左右。 4、有利于复杂地层钻进、孔内安全和便于测斜工作 由于减少了提钻次数，因而缩短了孔壁的裸露时间，也减少了升降钻具时对孔壁的破坏。同时钻杆还可以起到套管的作用，有利于护壁，也

12、使下放测斜仪器更加方便敏捷。5、减轻劳动强度 由于起下钻具次数少，因此减轻了劳动强度。孔越深，钻具越长，这个优点越明显。6、降低钻探成本 由于绳索取心钻进效率高、钻头管材以及动力消耗比较小，因此，钻进成本可大幅度下降。据有关资料统计，使用绳索取心钻进成本降低30%一40%。二、缺点 钻杆的内径大而管壁薄，连接强度要求高。钻头壁较厚，切削孔底岩石的面积较大，因此，钻进时碎岩功率消耗较大。三、应用范围 绳索取心钻进方法已广泛应用于地质勘探、水文地质和工程勘察等多种钻进工程中。然而，在一个具体的工程中是否采取绳索取心，还必须考虑地层条件、钻孔深度、钻头寿命以及绳索取心钻具配套设备较多，一次性投资较大

13、等因素，以便综合权衡其使用的合理性。1、地质条件 绳索取心钻进可用于钻进各种地层，在69级中硬岩层中效果最好。在目前的技术条件下，一般不宜钻进1012级岩石，尤其是岩石的组织致密、颗粒细小无研磨性的极坚硬岩石，如石英闪长岩、石英砂砾岩、石英磁铁矿等，或研磨性很强的硬、脆、碎岩石。因为，钻进上述岩石时，钻头极易磨损，钻进效率极低，不能充分发挥绳索取心钻进的优越性。然而，绳索取心钻进与液动冲击器相配合，钻进此类地层有良好的前景。2、钻孔深度 绳索取心一般可在浅孔(100300m)和深孔中采用。通常，钻孔越深其经济技术效果越好。然而，绳索取心钻进的最大深度受钻杆强度的制约，应进行校核。3、钻头寿命

14、采用绳索取心钻进，如果钻头寿命短，钻进过程中经常提钻更换钻头，那么便失去了采用绳索取心钻进的意义。第二节 绳索取心钻具第一单元绳索取心钻具的技术要求 1、当内管总成下到外管总成预定位置时，能即时发出到位信号，且内、外管之间的相对位置能够确定。在钻进过程中内管不上窜、下滑；内、外管之间能保证有良好的通水性。 2、钻进过程中岩心充满内管时，能及时向地表发出堵塞信号。 3、由于是双管结构，因此应保持内、外管的同心度，以便使岩心顺利进入内管。在提取岩心时能防止内管因受力过大而损坏。 4、应保证打捞器顺利下入，并将内管总成安全抓提到地面。二、绳索取心钻具的规格和型号表2： 绳索取心钻具规格系列:单位（m

15、m）第二单元 绳索取心钻具的结构和工作原理 绳索取心钻具的型式很多，规格各异，但其基本结构大同小异。以我国最常用的S-75型钻具为例，其结构功能如下。 整套绳索取心钻具分为单动双层岩心管和打捞器两大部分。双层岩心管部分由外管总成和内管总成组成。 外管总成包括弹卡挡头1、弹卡室7、稳定接头23(上扩孔器)、外管46、下扩孔器和钻头52组成； 内管总成由捞矛头2、弹卡6、悬挂环21、到位报信、岩心堵塞报警、单动、内管保护、调节、扶正、内管、岩心卡取等机构组成。 打捞器一般由打捞机构和安全脱卡机构组成。各机构的工作原理分述如下。S75型绳索取心钻具双管结构见图1：S75型绳索取心打捞器见图2：图1：

16、S75型绳索取心钻具双管结构配套机构:绞链式矛头机构,弹卡定位机构,悬挂机构,到位报信机构,岩心堵塞报警机构,单动机构,内管保护机构,调节机构,扶正机构,打捞机构,安全脱卡机构图2：S75型绳索取心打捞器1、绞链式矛头机构 该机构由捞矛头、定位卡块、捞矛座等组成。由于捞矛头可在其转动平面内转动180o，因在地表吊挂打捞器与内管总成卸岩心可在0土90o内转动、变换位置，防止捞矛头从打捞器的捞钩中脱出。2、弹卡定位机构 它是由弹卡挡头、弹卡板、张簧、弹卡室等零件组成。当内管总成在钻杆柱内下降时，张簧5使弹卡板6向外张开一定角度，并沿钻杆内壁向下滑动。当内管总成到达外管总成中的弹卡室7部位时，弹卡板

17、在张簧的作用下继续向外张开，使两翼贴附在弹卡室的内壁上。由于弹卡室内径较大，而其上端的弹卡挡头内径较小，所以在钻进过程中可防止内管总成上串，达到定位作用。3、悬挂机构 此机构由内管总成中的悬挂环21和外管总成中的座环22组成。悬挂环的外径稍大于座环的内径(一般相差051Omm)。当内管总成下降到外管总成的弹卡室位置时，悬挂环21座落在座环上，使内管总成下端的卡簧座51与钻头52内台阶保持2-4mm的间隙，以防止损坏卡簧座和钻头，并保证内管的单动性能和通水性能。4、到位报信机构 该机构由复位簧12、阀体13、定位簧14、弹簧19、组成。调节螺堵20、阀堵39、调节圈等零件组成。当内管总成在钻杆柱

18、内由冲洗液向下压送时，阀体的粗径台阶位于定位簧14内，弹簧处于正常状态，阀体在关闭位置，冲洗液由内管总成和钻杆柱的环状间隙流通，如果内管到达外管中的预定位置，内管总成的悬挂环座落在外管中的座环上，把冲洗液的通道完全堵塞，迫使冲洗液改变流向，压缩弹簧，向下推动阀堵，直至阀体的粗径台阶移出定位簧，使阀堵打开，此时，泵压表的压力明显升高(约升高5-10mpa)，即表明内管总成已到达预定位置，可以开始扫孔钻进。由于定位弹簧的作用，可以防止阀堵自动关闭。所以，在钻进过程中，冲洗液流经此处几乎不消耗泵压。 根据钻孔深度的不同，通过调节螺堵20，可以改变弹簧的预紧力，以调节泵压的变化范围。5、岩心堵塞报警机

19、构 该机构由滑套25、轴26、蝶簧27等零件组成。钻进过程中，当发生岩(矿)心堵塞或岩(矿)心装满内管时，岩(矿)心对内管产生的顶推力压缩蝶簧，使滑套向上移动到悬挂接头38的台阶处，将通水孔堵塞，从而造成泵压升高，告诫操作者应停止钻进、捞取岩心。6、单动机构：它由2付推力轴承29、31实现钻具单动内管。7、内管保护机构 它是由滑动接头24、键、弹簧等件组成，又称缓冲机构。采取岩心时，拔断岩心的力使滑动接头压缩弹簧32向下移动，内管及卡簧座随之下移至钻头台阶上，从而拔断岩心的力由钻头传递到外管，以保护内管不受损坏。8、调节机构 由调节螺母44、接头45、调节心轴等组成此机构。内外管组装在一起时，

20、如果卡簧座与钻头内台阶之间的间隙不合适，则可以通过调节心轴和接头的相互移动进行调节(调节范围030mm)，满足要求后，用调节螺母锁紧，以防松动。9、扶正机构 外管总成下部的扶正环48，用于内管的导向，使内、外管保持同轴，便于岩(矿)心进入卡簧座51和内管47。10、打捞机构 由打捞钩1、捞钩架3、重锤7和钢丝绳接头组成(见图14-2)。取心时，钢丝绳悬吊打捞器放人钻杆柱内，打捞钩靠重锤以152Oms的速度快速下降。由于捞钩架为圆筒状，故导向性好，当它达到内管总成上端时，能准确钩住捞矛头，把内管总成提升上来。11、安全脱卡机构 采用一根长为lm、内径比重锤稍大的套管进行安全脱卡。套管壁上开有一斜

21、口。当需要安全脱卡时，将此套管从斜口处套人钢丝绳上，然后下放，套管靠自重下降；行至打捞器穿过钢丝绳接头和重锤，撞击和罩住打捞钩尾部，使其张开脱离。 第三节 钻杆、附属设备及工具 第一单元 钻杆、附属设备及工具 一、钻杆 绳索取心钻进用的钻杆，不仅可以传递动力，而且还是输送内管和打捞器的通道。为适应多功能的要求，钻杆应具有质优、壁薄和内平连接的特点。为此，应选用高强度优质管材，选择合理的连接方式和螺纹类型并重视螺纹连接部位的加工与处理。 目前国内外所采用的绳索取心钻杆有3种基本结构： 1、钻杆两端直接加工成公、母螺纹，钻杆与钻杆直接连接。这种钻杆的螺纹加工量小且同心度好。 2、螺纹粘接公母接头钻

22、杆(见图14-7)，即钻杆的两端车成公螺纹，其中一端粘接一个一端为母螺纹、一端为公螺纹的接头，另一端粘接一个两端为母螺纹的接头。粘接剂可采用有机粘接剂(环氧树脂)或无机粘接剂。 3、等离子弧焊接公母接头钻杆(见图14-8)，在钻杆两端采用等离子弧焊接两个公母接头。由于等离子弧焊具有焊接温度高，焊接速度快，焊缝成型好，所以焊接钻杆强度高。图147 螺纹粘接公母接头 图147 螺纹粘接公母接头1公接头；2、4粘接；3钻杆体； 1公接头；2焊缝；3钻杆体；5母接头 5母接头二、绳索取心绞车 绳索取心绞车专用于下放打捞器和打捞内岩心管，其基本类型有2种：即绞车由动力机单独驱动。这种绞车可在机场任意位置

23、安装；另一种是装在钻机上，由钻机动力驱动，具有结构简单、安装紧凑、不需专用动力和使用方便等特点。 S56J-1型绞车的主要技术规格见表3。表3：S56J-1型绞车的主要技术规格图149 绳索取心绞车三、钻杆夹持器 用于夹持外平的绳索取心钻杆的夹持器有两种型式；脚踏夹持器(木马夹持器)和球卡夹持器。 图1410 脚踏夹持器示意图1、踏板；2、偏心座；3、钻杆；4、卡瓦；5、椭圆重头第四节 钻进第一单元 钻进参数的选择1、钻压 绳索取心钻头的底唇面积比普通金刚石钻头的底唇面积大（约比普通金刚石取心钻头大1/4）。所需钻压相应增大25%。2、转速 可以按普通金刚石钻头钻进的圆周速度(表镶钻头052m

24、/s；孕镶钻头15m/s)计算转速，但需考虑钻孔深度。3、泵量 由于绳索取心钻具环状间隙小，钻头底唇面积大，所以按钻头底唇单位面积上冲洗液消耗量计算泵量，比普通金刚石钻进的泵量略大。二、钻进工艺过程 绳索取心钻进的基本工艺过程：地表组配钻具-检查卡簧、卡簧座和钻头内径的配合-下钻（内管总成可以不随钻具下入）-送水冲孔-投入内管总成-钻进-卡断岩心-下入打捞器打捞内管总成-提出内管总成、取岩心-检查内管总成-从钻杆内孔中投入（或下入）内管总成-继续钻进- 钻进工艺过程中应注意以下几点： 1、当岩心充满岩心管或岩心堵塞时，应立即打捞岩心。使用装有堵塞报警机构的钻具钻进时，当岩心堵塞或岩心充满后，泵

25、压骤然上升。 2、将钻具提离孔底一小段距离，卡断岩心，拧开机上钻杆，钻机退离孔口。 3、从孔口钻杆中放入打捞器。打捞器在冲洗液中下降速度约为152m/s。由此，可根据孔深估算打捞器到达孔底的时间。一般在1000m孔深范围内，可听到打捞器到底的轻微撞击声。 4、当打捞器到达孔底，可缓慢地提动钢丝绳。若因提动钢丝绳而造成冲洗液由钻杆中溢出时，说明打捞可能成功，否则需再次下放打捞器。 5、若打捞成功，则用绳索将内管提出，否则应提钻处理。 6、内管提出后，应缓慢放下摆平，以免将调节螺杆墩弯。 7、当从所取岩心中判明外管和钻杆内无岩心时，将另一套备用岩心管从孔口下人钻杆内。此时可开动钻机缓慢转动并开泵冲

26、送，加快内管下降速度及防止在钻杆中卡塞。 8、在干孔中，不能直接把内管投入钻杆中，应采用打捞器送入，或在钻杆柱内注入冲洗液，然后迅速将内管投入。 9、通过钻具到底报信机构的显示或根据下降时间判断确认内管已经到位时，慢慢开始扫孔钻进。 10、在易斜岩层中钻进时要注意防斜。尽管绳索取心钻杆与孔径配合比较合理，有利于防斜，但绳索取心钻杆的壁较薄(一般45mm)，而钻压又较大，所以操作不当极易造成钻孔弯曲。因此，在易产生孔斜的地层中钻进时，应适当控制钻压和转速。第二单元 钻进冲洗液 1、冲洗液的选择 由于绳索取心钻具与孔壁之间的环隙较小，且内管需通过钻杆柱中心下投等原因。因此，在地层条件许可的情况下，

27、应尽量采用清水加润滑剂作为冲洗液。如：聚丙烯酰胺冲洗液、硅酸钠冲洗液等无固相冲洗液。这不仅有利于内岩心管在钻杆内的升降，也可使钻杆的旋转阻力减低。2、泥浆钻进 当所钻地层不能采用清水做冲洗液时，绳索取心钻进仍需采用泥浆做冲洗液。根据绳索取心钻进的特点，钻进时所采用的泥浆应具有粘度低、相对密度小、沉砂快、流动性好及有防坍性能等特性。一般必须采用低固相细分散泥浆。这种泥浆基本性能指标如表4所列。表4：泥浆基本性能指标 当在绳索取心钻进中使用泥浆做冲洗液时，往往在靠近孔口24根立根处，在钻杆内壁上形成一层很致密的泥皮，其厚度由上至下逐渐变薄。造成上部钻杆内壁粘结泥皮的原因，通常认为是泥浆中固相含量大

28、，地表泥浆净化质量差以及钻杆柱转速高，产生的离心力大，致使粘土颗粒粘附在钻杆内壁上，形成泥皮。 防止钻杆内壁结泥皮的主要措施是加强泥浆的净化及改善泥浆的质量，如: (1)采用机械方式搅拌，使粘土与处理剂混合均匀； (2)加长泥浆槽的长度，一般不小于15m；沉淀箱不小于两个并即时清碴及更换泥浆； (3)采用除砂器净化泥浆，如旋转式除砂器、轻型除砂器等。 四、操作注意事项 1、合理确定内管长度。选择长的内管可以减少捞取岩心的次数，增加纯钻进时间，提高钻进效率。但内管越长越容易弯曲，下放也越困难。通常，钻进中硬完整岩层时，内管长度以3m为宜；钻进较完整松软岩层时，内管可加长至45m、6m乃至9m；钻

29、进松软破碎、易溶等难以取心的地层及易斜地层时，内管长度应适当减小。 2、准确掌握开始扫孔钻进的时间。内管总成从钻杆柱中投放下去，当由报信机构报信确认已坐落到外管总成中的预定位置后，才能开始扫孔钻进。如内管总成未到达孔底就开始钻进，则岩心过早地进入钻头，使内管总成不能到位，形成单管钻进，这样不仅取不上岩心，还将导致内管总成的弹卡和金刚石钻头急剧磨损。 3、岩心堵塞应立即提钻。在钻进过程中，若发生岩心堵塞，必须立即停止钻进，捞取岩心，绝不能采用上下窜动钻具、加大钻压等方法继续钻进，否则将导致卡簧座倒扣，内管总成上下顶死，弹卡不能向内收拢，造成打捞失败。 4、提升钻具及打捞内管时，应及时向孔内回灌一

30、定数量的冲洗液，避免因钻杆柱外的液面下降，造成钻杆柱内外之间压力差而使孔壁坍塌。 5、提钻时，应先打捞出内管总成以增大冲洗液的流通断面，减小抽吸作用和压力激动对孔壁的影响；下钻时，应同样先下外管，再下内管，以减小下降的冲击力，有利孔壁稳定。 6、应合理控制起下钻速度，以减小钻具在升降过程中所引起的激动，在复杂地层中钻进时更应放慢起下钻速度。 7、当孔底发生烧钻时，应先将钻具提离孔底，然后用打捞器提升内管总成，然后再提外管总成并进行检查。切勿内外管一起提升，否则有可能将内管留于孔内，使事故复杂化。第三章 金刚石钻进操作规程 第一节 金刚石钻头、扩孔器的选择和使用 一、金刚石的品级、金刚石钻头与扩

31、孔器的规格、性能必须符合DZ2-78地质岩心钻探金刚石钻头、扩孔器标准的要求。 二、 应根据岩石的可钻性、研磨性和完整程度来选择钻头、扩孔器的类型、金刚石粒度和浓度及胎体硬度。 1.在硬的、坚硬的、可钻性级别高的和裂隙、破碎的岩石中钻进时，应选用细粒表镶或细目数孕镶的钻头、扩孔器。 在中硬的、可钻性级别低的和均质、完整的岩石中钻进时，应选用粗粒表镶或粗目数孕镶的钻头、扩孔器。 2.在研磨性强的岩石中钻进时，应选用硬胎体的钻头、扩孔器。 在研磨性弱的岩石中钻进时，应选用软胎体的钻头、扩孔器。 钻头和扩孔器的具体选用可参照表5。 三、 钻头与扩孔器及卡簧之间要合理配合。 1.扩孔器外径应比钻头外径

32、大0.30.5毫米，岩层坚硬时应采用下限数值。 2.卡簧的自由内径应比钻头内径小0.30.4毫米。 四、 钻进时，应按钻头和扩张孔器外径的大小，排好顺序轮换使用，即先使用外径大的，后使用外径小的；对于钻头来说，还应同时考虑先用内径小的，后用内径大的。 五、 新钻头到达孔底后，必须进行“初磨”，即轻压(为正常钻压的1/3左右)、慢转(100转/分左右)钻进10分钟左右，然后再采用正常参数继续钻进。新钻头钻进的第一个回次进尺不宜过长，应及时提钻检查钻头的磨耗情况。 六、 减压钻进倒杆时，必须先用升降机将孔内钻具拉紧(不得提离孔底)，倒杆后用油缸减压并在小于正常钻压的情况下平稳开车。 七、掌握“五不

33、扫”，即不用金刚石钻头扫孔、扫残留岩心、扫脱落岩心、扫掉块和扫探头石。八、掌握“三必提”，即遇下钻受阻轻转无效、岩心堵塞、钻速骤降时必须提钻。九、钻头出现以下情况时，不得再下入孔内。 1.表镶钻头内外径尺寸较标准尺寸磨耗0.2毫米以上的；孕镶钻头内外径尺寸较标准尺寸磨耗0.4毫米以上的； 2.表镶钻头出刃尺寸超过金刚石颗粒直径1/3的； 3.表镶钻头有少数金刚石脱落、挤裂或剪碎的； 4.孕镶钻头出现石墨化现象的； 5.钻头出现明显偏磨的； 6.钻头水口和水槽小于标准尺寸的； 7.胎体有明显裂纹、掉块、沟槽或严重被冲蚀的； 8.钻头体变形，丝扣损坏的。十、 避免钻头非正常损坏的措施 1.孔底应保

34、持清洁，当发现有硬质合金、胎块、金刚石、金属块、脱落岩心及孔壁掉块时应采用冲、捞、抓、粘、套、磨、吸等方法加以清除。 2.不准在同一钻孔中交替采用金刚石钻进和钢粒钻进的方法。 3.钻具通过换径、探头石、孔壁掉块等部位以及在斜孔和干孔中下钻时，必须放慢下降速度。 4.换径后应用锥形钻头修整换径台阶。 5.地层由硬变软时应减压并控制钻进速度。 6.钻进过程中应有专人，定时观察冲洗液消耗情况。十一、 使用金刚石钻头及扩孔器时，要填写使用卡片，及时记录每回次的各种有关数据及磨耗情况。钻头或扩孔器停用后，应及时作出评述，并连同卡片一起交探矿部门保存。根据岩石物理机械性质选用金刚石钻头和扩孔器参考见表5表

35、5：根据岩石物理机械性质选用金刚石钻头和扩孔器参考表 常 见 岩 石 举 例泥灰岩、煤、绿泥石片岩、页岩、千枚岩、泥质砂岩、硬质片岩大理岩、石灰岩、泥灰岩、蛇纹岩、辉绿岩、安山岩、辉长岩、片岩、白云岩、硬砂岩、橄榄岩片麻岩、玄武岩、闪长岩、角闪长岩、石英二长岩、混合岩、矽卡岩、伟晶岩、花岗闪长岩、流纹岩、花网岩、钠长岩石英斑岩、高硅化灰岩、坚硬花岗石、碧玉岩、霏细岩、石英岩、石英脉、含铁石英脉硬 度软中 硬硬坚 硬可 钻 性1346791012研 磨 性弱弱中中强强弱表镶钻头人 造 聚 晶天 然金 刚 石粒 度（粒/克粒）15252540406060100胎 体硬 度（HRC）（2030）（3

36、540）（45）孕镶钻头人 造金 刚石 网目 数（目）天 然金 铡石 粒度（目）4620304660304060804060601006080胎体硬度（HRC）0（1020）（2030）（3035）待添加的隐藏文字内容2（3540）（4045）（45）表 镶 扩 孔 器-孕 镶 扩 孔 器第二节 金刚石钻进技术参数 十二、钻头压力(简称钻压)应根据岩石的可钻性、研磨性、完整程度、钻头底唇面积、金刚石粒度、品级和数量选择钻压，见表6。表6：金刚石钻进推荐钻压表 钻 头 36（36）46（46）56（56）6676(91) 压力 直径 种类 （kg） （mm）普 通表镶钻头初压力501001002

37、00250正 常压 力20040030060040075050085060010008001000普通孕镶钻头250450400700450850500100060011008001500绳索取心钻头表镶一 般压 力50070060080080010009001200最 大压 力800100012001300孕镶一 般压 力6008007001000900120010001400最 大压 力1000120014001600 注：括号内数字为管材新标准系列（下同）。 1.表镶钻头按每粒金刚石压力为1.52.5kg计算，在金刚石质量较好、颗粒较粗、岩石坚硬完整的情况下，可采用较高的单粒压力；反之，

38、应采用较低的单粒压力。钻进过程中随着金刚石的磨钝，钻压应逐步增大。 2.孕镶钻头按单位底面积压力为4080kg/cm2计算。 3.在钻孔弯曲、超径的情况下或钻进强研磨性、破碎岩层时，钻压应适当降低。 4.钻进过程中钻压应保持平稳，不得用升降机进行减压。 十三、钻头转速(简称转速) 应根据岩石的可能性、研磨性、完整程度及钻头直径选择转速，见表6。 1.表镶金刚石钻头底唇面的线速度范围为1.02.0m/s；孕镶金刚石钻头底唇面的线速度范围为1.53.0m/s。 2.正常钻进时，应在机械能力、管材强度允许的前提下，尽可能提高转速。3.在孔深、钻孔弯曲、超径的情况下或钻进强研磨性、破碎岩层时，转速应适

39、当降低。各种金刚石钻头转速推荐见表7。表7:金刚石钻进推荐转速表 钻头36 （36）46 （46）56 （56）6676 （75）（91）转速 直径（转/分） （mm）类型 表 镶65013005001000400800350650300550250500 孕 镶1000200075015006012005001000400850350700 十四、 泵量与泵压 应根据岩石的可钻性、研磨性、完整程度、钻进速度和钻头直径选择泵量，见表8。表8:金刚石钻进推荐泵量表 钻头直径 （mm）6676（75）（91）表 镶4060558080120孕 镶405040605585 1.在转速较高、钻进速度较

40、快、岩石研磨性较强、岩石颗粒较粗时，应选用较大泵量，反之则泵量应减少。 2.金刚石钻进时泵压损失较大。 钻进时必须随时观察泵压变化，严防送水中断和钻具中途泄漏。4.不允许用三通水门调节泵量。第三节 采取岩（矿）心 十五、 正确采取岩心 1.金刚石钻进必须用岩心卡簧卡取岩心，任何情况下都严禁干钻取心。 2.卡取岩心时，必须先停止回转，用立轴将钻具慢慢提离孔底，使卡簧抱紧岩心。提断岩心以后不得再将钻具放到也底试探。3.每回次都应尽量采净岩心，以免下个回次下钻时损伤钻头。残留岩心超过0.2米时，应用岩心捞取器专程捞取，严禁用金刚石钻头套扫。4、采取矿心必须遵守矿产钻探规程。 十六、使用绳索取心钻具时

41、应遵守的规则 1.下打捞器以前，必须在孔口钻杆上端拧上护丝，打捞器将接近内管上端时，应放慢下降速度；反复捞取内管无效时，不得猛冲硬墩，应提钻查明原因。 2.打捞内管在提升钢丝绳时，应注意孔口钻杆内是否有冲洗液涌出，以判断内管是否打捞上来。 3.内管未到底前不准扫孔钻进。 5.钻杆打断后，不准下入打捞器捞取内管。 6.内管提上后，如发现管内无岩心，应立即提钻。 7.打捞器上的钢丝绳应绑结牢固，并应装安全绳；当脱卡销超过250公斤的拉力时应能被剪断，从而使打捞器安全脱卡。第四节 金刚石钻进注意事项 十七、 预防钻具强裂震动的措施 1.使用直的机上钻杆、轻型高压胶管和转动惯量小的水龙头。不得使用弯曲

42、度超过规定的钻杆和粗径钻具。 2.钻压、转速要与岩层相适应，不要盲目加压或提高转速。 3.使用润滑冲洗液减阻。 4.使用减震器、扶正器或稳定接头。 5.适当减少泵量。 6.选择合理的钻具级配，见表8、9。十八、 金刚石双管应符合以下要求。 1.单动性能良好、各部件之间的同心度要好。2.管材无伤裂。3.丝扣要好。 4.装配好的钻具在垂直吊起时短节与卡簧座不得自由脱落。表8：金刚石钻探钻具级配表 钻孔直径（毫米）（以扩孔器公称外径为准）钻 杆 外 径（mm）钻杆与钻孔环状间隙（mm）36.5（37）33（33）1.75（2）46.5（47）422.2543（43）1.75（2）56.5（60）5032553（54）1.75（3）66.5536.75603.2576.5（75.5）60（71）825（2.25）（91.5）