【大学课件】岩土钻掘工程学教材课程
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【采矿课件】岩土钻掘工程学
人生太短，聪明太晚(5)
• 记住！ • 给活人送一朵鲜花，强过给死人送贵重的花圈， 每个人的生命都有尽头，许多人经常在生命即将 结束时，才发现自己还有很多事没有做，有许多 话来不及说，这实在是人生最大的遗憾。 • 别让自己徒留「为时已晚」的空余恨。逝者不可 追，来者犹未卜，最珍贵、最需要实时掌握的 「当下」，往往在这两者蹉跎间，转眼错失。
成功人生的十堂课
人生成功第1课
• 做一个终生学习的人，离开学校并不意味着学习就结束了。 学习可以成为一种生活方式，帮助你发挥最大的潜能。 我们从未停止学习，总会有新的，有趣的东西等待我们去发现。
学习新的技能可能让人感到有一点恐惧，但每当我们在个人学习 上停滞不前时，我们都需要去学习新的东西。
积极地寻求支援和建议，突破停滞期。 参加一些培训，进修，夜校－任何新的兴趣都将会有助于发展你 的优势。 多看，多听，让你的头脑保持活跃。活到老，学到老。
人生成功第2课
• 令自己感到沮丧的秘诀就是用空闲时间 去烦恼自己是否快乐。所以不要费事去想 它！摩拳擦掌干起来吧。你将热血沸腾， 你会头脑清醒。很快，在你身体中的这种 高涨的积极人生观将把烦恼从你的头脑中 赶出去。
行动起来，忙碌起来。这是世界上最 便宜的一种药，也是最好的一种。
人生成功第3课
• 在困境中寻找成功的希望 逆境是一所最好的学校。每一次失败，每一次打击，每一次损失， 都蕴育着成功的萌芽，都教会我在下一次有更出色的表现。我再也不 会逃避现实，也不会拒绝从以往的错误中获取经验，我不再因此而促 成自己的失败。因为我知道，宝玉不经磨砺就不能发光，没有，我也 不能完善自我。 现在我知道，灵魂倍受煎熬的时刻，也正是生命中最多选择与机 会的时刻。任何事情的成败取决于我在寻求帮助时是抬起头还是低下 头。无论何时，当我被可怕的失败击倒，在最初的阵痛过去之后，我 都要想方设法将苦难变成好事。伟大的机遇就在这一刻闪现－这苦涩 的根必将迎来满园芬芳！ • 我将一直在困境中寻找成功的希望。
岩土力学课程教学教案PPT课件
详细描述
在地基施工过程中，需要进行实时监测，及时发 现和解决潜在的问题，确保地基的稳定性和建筑 物的安全性。同时，对于高层建筑而言，还需要 考虑地震等自然灾害的影响，采取相应的抗震措 施。
边坡稳定性分析案例
• 总结词：边坡稳定性分析是岩土工程中常见的项目之一，需要考虑多种因素， 包括土壤性质、边坡角度、降雨等。
03
岩土力学中的问题分析方法
数值分析方法
有限元法
通过将连续的岩土体离散成有限个小 的单元体，利用这些单元体的平衡关 系来建立方程组，并求解该方程组得 到岩土体的应力、应变等参数。
有限差分法
将连续的岩土体离散成有限个小的差 分网格，通过差分近似代替微分，建 立离散的差分方程组，并求解该方程 组得到岩土体的应力、应变等参数。
• 详细描述：在边坡稳定性分析中，需要运用岩土力学的原理，对边坡的应力和 变形进行详细的分析和评估。同时，需要采取有效的措施，如边坡加固、排水 等，以提高边坡的稳定性。
• 总结词：边坡稳定性分析需要考虑多种因素，包括土壤性质、边坡角度、降雨 等，同时需要运用岩土力学的原理进行评估和设计。
• 详细描述：在边坡施工过程中，需要进行实时监测，及时发现和解决潜在的问 题，确保边坡的稳定性和施工安全。同时，对于高速公路、铁路等线性工程而 言，还需要考虑边坡的排水和防护问题，采取相应的措施确保工程的安全性和 稳定性。
高层建筑地基稳定性案例
总结词
高层建筑的地基稳定性是建筑物安全的重要保障 ，需要考虑多种因素，包括地质条件、土壤性质 、建筑物重量等。
总结词
高层建筑的地基稳定性需要考虑多种因素，包括 地质条件、土壤性质、建筑物重量等，同时需要 运用岩土力学的原理进行评估和设计。
详细描述
在地基施工过程中，需要进行实时监测，及时发 现和解决潜在的问题，确保地基的稳定性和建筑 物的安全性。同时，对于高层建筑而言，还需要 考虑地震等自然灾害的影响，采取相应的抗震措 施。
边坡稳定性分析案例
• 总结词：边坡稳定性分析是岩土工程中常见的项目之一，需要考虑多种因素， 包括土壤性质、边坡角度、降雨等。
03
岩土力学中的问题分析方法
数值分析方法
有限元法
通过将连续的岩土体离散成有限个小 的单元体，利用这些单元体的平衡关 系来建立方程组，并求解该方程组得 到岩土体的应力、应变等参数。
有限差分法
将连续的岩土体离散成有限个小的差 分网格，通过差分近似代替微分，建 立离散的差分方程组，并求解该方程 组得到岩土体的应力、应变等参数。
• 详细描述：在边坡稳定性分析中，需要运用岩土力学的原理，对边坡的应力和 变形进行详细的分析和评估。同时，需要采取有效的措施，如边坡加固、排水 等，以提高边坡的稳定性。
• 总结词：边坡稳定性分析需要考虑多种因素，包括土壤性质、边坡角度、降雨 等，同时需要运用岩土力学的原理进行评估和设计。
• 详细描述：在边坡施工过程中，需要进行实时监测，及时发现和解决潜在的问 题，确保边坡的稳定性和施工安全。同时，对于高速公路、铁路等线性工程而 言，还需要考虑边坡的排水和防护问题，采取相应的措施确保工程的安全性和 稳定性。
高层建筑地基稳定性案例
总结词
高层建筑的地基稳定性是建筑物安全的重要保障 ，需要考虑多种因素，包括地质条件、土壤性质 、建筑物重量等。
总结词
高层建筑的地基稳定性需要考虑多种因素，包括 地质条件、土壤性质、建筑物重量等，同时需要 运用岩土力学的原理进行评估和设计。
详细描述
【大学课件】岩土钻掘工程学
Ⅳ~Ⅴ级岩石钻压过大，孔底排粉冷却条件 恶化，阻碍钻速成比例上升；
Ⅷ~Ⅸ级岩石不宜硬合金钻进，在钻杆强度 范围内钻压不能使钻速直线增长。
2020/11/5
中国地质大学勘查与基础工程系
第二节 硬质合金钻进工艺
国家精品课程
岩土钻掘工程学
应充分发挥切削具初刃的切入优势。硬质合金钻进开始时就应以允许的最 大初始钻压钻进。等切削具磨钝后，再增大钻压也不可能获得好的钻效。
中国地质大学勘查与基础工程系
第二节 硬质合金钻进工艺
国家精品课程
岩土钻掘工程学
重点是磨锐式硬质合金钻头钻进，自磨式强调异同点。 一、钻头压力的选择 钻压是决定硬质合金钻头机械钻速的最重要参数。在图5-1中，a点继续
增加钻压，其钻速将呈直线增长。 不同岩石钻压增大一倍时钻速增长率是不同的。
中硬—硬（Ⅵ~Ⅶ级）岩石最敏感。
对钻速的提高会造成不利影响(硬岩层中)。
2020/11/5
中国地质大学勘查与基础工程系
第一节 钻进效果指标与钻进规程参数
国家精品课程
岩土钻掘工程学
对孕镶和自磨式钻头，若遇到弱研磨性岩石，为保持钻头自锐能力，必须 在孔底保存一定的岩粉，过大的水功率将导致钻速下降，甚至抛光钻头。
5、冲洗液性能对钻速的影响 5.1冲洗液密度对钻速的影响 冲洗液密度决定着孔内液柱压力与地层孔
隙压力之间的压差
孔底压差对刚破碎的岩屑有压持作用，阻 碍孔底岩屑及时清除，压差增大将使钻速 明显下降。
2020/11/5
中国地质大学勘查与基础工程系
第一节 钻进效果指标与钻进规程参数
国家精品课程
岩土钻掘工程学
5. 2 冲洗液粘度对钻速的影响 其他条件一定时，冲洗液粘度的增大,将使孔底压差增大，浮
Ⅷ~Ⅸ级岩石不宜硬合金钻进，在钻杆强度 范围内钻压不能使钻速直线增长。
2020/11/5
中国地质大学勘查与基础工程系
第二节 硬质合金钻进工艺
国家精品课程
岩土钻掘工程学
应充分发挥切削具初刃的切入优势。硬质合金钻进开始时就应以允许的最 大初始钻压钻进。等切削具磨钝后，再增大钻压也不可能获得好的钻效。
中国地质大学勘查与基础工程系
第二节 硬质合金钻进工艺
国家精品课程
岩土钻掘工程学
重点是磨锐式硬质合金钻头钻进，自磨式强调异同点。 一、钻头压力的选择 钻压是决定硬质合金钻头机械钻速的最重要参数。在图5-1中，a点继续
增加钻压，其钻速将呈直线增长。 不同岩石钻压增大一倍时钻速增长率是不同的。
中硬—硬（Ⅵ~Ⅶ级）岩石最敏感。
对钻速的提高会造成不利影响(硬岩层中)。
2020/11/5
中国地质大学勘查与基础工程系
第一节 钻进效果指标与钻进规程参数
国家精品课程
岩土钻掘工程学
对孕镶和自磨式钻头，若遇到弱研磨性岩石，为保持钻头自锐能力，必须 在孔底保存一定的岩粉，过大的水功率将导致钻速下降，甚至抛光钻头。
5、冲洗液性能对钻速的影响 5.1冲洗液密度对钻速的影响 冲洗液密度决定着孔内液柱压力与地层孔
隙压力之间的压差
孔底压差对刚破碎的岩屑有压持作用，阻 碍孔底岩屑及时清除，压差增大将使钻速 明显下降。
2020/11/5
中国地质大学勘查与基础工程系
第一节 钻进效果指标与钻进规程参数
国家精品课程
岩土钻掘工程学
5. 2 冲洗液粘度对钻速的影响 其他条件一定时，冲洗液粘度的增大,将使孔底压差增大，浮
《岩土钻掘工程学》课件
地下水开发目的： 满足人类生活、 生产用水需求
地下水开发方法： 钻井、抽水、监 测等
地下水开发实例 ：某地地下水开 发项目
地下水开发效果 ：提高地下水供 应能力，改善水 质，减少污染
矿产资源开发实例
矿产资源类型：煤炭、铁矿、铜 矿等
钻掘工程技术：钻探技术、采矿 技术、运输技术等
添加标题
添加标题
添加标题
土的渗透性：土中水通过的能力
土的压缩性：土在外力作用下体积 减小的特性
土的抗剪强度：土抵抗剪切破坏的 能力
土的力学性质
土的强度：抗压强度、抗剪强度、抗拉强度等 土的变形：压缩变形、剪切变形、拉伸变形等 土的渗透性：水在土中的渗透速度、渗透系数等 土的抗冻性：土在低温环境下的抗冻性能、抗冻系数等
01
01
岩土钻掘工程施工技术
岩土钻掘施工方法
钻孔：使用钻机进行钻孔，包 括钻头、钻杆、钻具等
钻孔液：使用钻孔液进行冷却、 润滑、清洗等
取芯：使用取芯器进行取芯， 包括取芯器、取芯管等
岩土钻掘施工技术：包括钻孔、 钻孔液、取芯等步骤，以及钻 孔液的配比、钻具的选择等
钻孔施工过程控制
钻孔设备选择：根据工程地质条 件和钻孔深度选择合适的钻孔设 备
岩石的力学性质
岩石的强度： 抗压、抗拉、
抗剪等
岩石的变形： 弹性、塑性、
脆性等
岩石的稳定 性：抗滑移、
抗倾覆等
岩石的渗透 性：水、气 等流体的渗
透能力
岩石的抗腐 蚀性：抵抗 酸、碱等化 学物质的侵
蚀能力
岩石的物理 性质：密度、 孔隙率、吸
水性等
土的物理性质
土的密度：单位体积内土的质量
土的含水量：土中水的质量与干土 质量的比值 土的孔隙率：土中孔隙体积与土总 体积的比值
[最新]岩土工程勘察详细学习课程PPT(328页,图文详细)
![[最新]岩土工程勘察详细学习课程PPT(328页,图文详细)](https://img.taocdn.com/s3/m/720dabfc0066f5335b8121ad.png)
三、我国岩土工程勘察的现状
新中国建立后，由于国民经济建设的需要，在地质、城 建、水利、电力、冶金、机械、铁道 、国防等部门，按原 苏 联的模式，相继设立勘察、设计机构，开展了大规模的工 程 地质勘察研究工作，为工程规划、设计和施工提供了大量 的 地质资料，使得一大批重要工程得以顺利施工和正常运行。 但是，由于工程地质勘察体制的局限，其明显的弊病和缺陷， 一是侧重于定性分析，定量评价不够；二是侧重于“宏观” 研究，结合工程具体较差，在建筑结构、基础方案和地基处 理措施等方面，往往缺乏权威性意见和建议。这反映了勘察 与设计、施工 在一定程度上是脱节的，影响了勘察工作社 会 地位和经济效益的提高；它尤其不能适应社会主义市场经 济 的需要。
岩士工程勘察
岩土工程 勘察
绪论 岩土工程的含义和研究对象 勘察的任务和特点 我国岩土工程勘察的现状 工程地质学的研究对象和任务 工程地质学的研究内容、分科 及其与其他学科的关系
工程地质学的发展历史 本课程内容与学习方法
一、岩土工程的含义和研究对象
岩土工程是欧美国家于20世纪60年代在土木工程 实践中建立起来的一种新的技术体制。它的英文为 Geotechnical Engineering, 直译之可谓“地质技术工 程”。
当今世界上边坡工程规模也很大，土质边坡最高的有 120m，而岩质露天矿坑边坡则高达1000余米。在边坡工程 中，岩土体既是建筑材料，又是工程结构。高边坡工程的稳 定性问题十分突出，尤其是岩质边坡，分析它的稳定性时必 须要弄清楚岩体结构，并采用工程地质和岩体力学理论分析 其变形、破坏的机制，对稳定性的现状和演化趋势作出科学 的评价 。
岩土工程
岩土工程以工程地质学、土力学、岩体力学和基 础工程学为理论基础，以解决在建设过程中出现的 与 岩体和土体有关的工程技术问题，是一门地质与 工程 紧密结合的学科。可以认为，它是由土木工程、 地质、 力学和材料科学等多学科相互渗透、融合而 形成的边 缘学科。就学科的内涵和属性来说，岩土 工程是一门 服务于工程建设的综合性和应用性都很 强的技术学科， 属土木工程范畴。
最新岩土工程PPT课件
3．生产方式停留在手工劳动阶段，施工消耗巨大的人力物力，施工周期长，效率低下。著名的历史遗址，如埃及金字塔、中国长城等，每项工程都历时几十年，动用数以万计的劳动力，耗资巨大。 4．建筑材料以天然材料为主，石灰和砖瓦在当时已是最好的人工材料，材料限制了建筑物的高度与体量，对地基承载力的要求一般不高。
第一历史时期 我国夏代大禹治水，分土地为九个等级，从疏导入手，换来九州平安，这是在4 200余年前的一项非凡的防治水患的岩土工程。 约旦西部边境的耶利哥城是世界上现存最古老的城市，已有9 000年的历史；在河南新密市古城寨村发现一座保存相当完好的4 000多年前的古城址，据推测，很可能是黄帝的故都。该城址东南部原为低洼地带，筑城时大面积填土夯实以筑墙基，其最深处达10m之深，墙基宽度大多在60m至100m之间。 由于城市的兴建，道路和桥梁渐渐为人类生活、生产和战争所必需，于是形成了与岩土工程密切相关的又一重要领域。 距今1 300多年的隋朝石匠李春主持修建的赵州石拱桥，是世界桥梁史上一座杰出的名桥，至今保存完好，仍在使用。其桥台设置于密实粗砂层上，若不是当时处理地基得当，何能至今仍在使用。 在河南南阳发现的大规模古石城是战国时代楚国长城的遗址，应是我国最早的长城。在江南，浙江临海保存着始建于东晋(距今1 600余年)的古城墙墙基，长达4 671m，并有7道城门，8座敌台，17座平台，其形态、功能与八达岭长城十分相似。
岩土工程这一术语之所以被我国接受，俞调梅教授认为，“这可能是由于在50年代初期，学习了苏联的文献资料，把通常说的土(砂土、粘土)称之为疏松岩石或疏松土，因此曾经用岩土力学这一名词来代替土力学，而岩土工程这一名词就可能由此产生的”。从上述历史回顾中可以看出，岩土工程是以土力学与基础工程为基本内容逐步发展起来的，同时讲到了要重视工程地质学，也说到了岩石力学的出现与发展。俞词梅教授对从1773年至1982年漫长的200多年岩土工程学科形成的这一回顾言简意赅，阐述了组成岩土工程的三个基本学科的历史关系。
岩土工程介绍PPT课件
2.1 有关国际组织和作用
世界工程组织联合会（WFEO, World federation of Engineering Organization）是在联合国教科文组织 的倡导下，由一些地区和国家工程组织于1968年在 巴黎创建的。它是一个非政府的国际组织，成员来 自80多个国家的工程组织，代表全球约800万名工程 师。世界工程组织联合会、国际技术协会和组织联 盟以及国际咨询工程师联合会（IFCE, International Federation of Cosulting Engineers）于1992年
精选ppt课件2021
26
3 本学科的主要研究方向包括：
①城市地下空间与地下工程：
以城市地下空间为主体，研究地下空 间开发利用过程中的各种环境岩土工程问 题，地下空间资源的合理利用策略，以及 各类地下结构的设计、计算方法和地下工 程的施工技术（如浅埋暗挖、盾构法、冻 结法、降水排水法、沉管法、ＴＢＭ法等） 及其优化措施等等。
精选ppt课件2021
5
岩土工程 ( geotechnical engineering )
岩土工程体制 是建筑工程中的勘察、设计、施工三个
方面作为一个统一体，将土力学、岩石力 学、工程地质和基础工程等组合在一个有机 结合的统一体内，共同以土体和岩体作为科 研和工程实践的对象，指导工程实践。
精选ppt课件2021
精选ppt课件2021
17
国内外从事岩土工程研究和开发的人员多，学 术组织和会议也多。如1986年在北京召开的国 际深基础学术讨论会，1988年在北京召开的亚 洲区域性土力学学术讨论会，1986年以来召开 了多次全国土力学、基础工程学术讨论会，全 国地基处理学术讨论会，全国土工织物学术讨 论会，全国高层建筑大直径桩墩基础学术讨论 会，深基坑开挖支护学术讨论会，全国土动力 学学术讨论会，国际上有专门的国际土力学
世界工程组织联合会（WFEO, World federation of Engineering Organization）是在联合国教科文组织 的倡导下，由一些地区和国家工程组织于1968年在 巴黎创建的。它是一个非政府的国际组织，成员来 自80多个国家的工程组织，代表全球约800万名工程 师。世界工程组织联合会、国际技术协会和组织联 盟以及国际咨询工程师联合会（IFCE, International Federation of Cosulting Engineers）于1992年
精选ppt课件2021
26
3 本学科的主要研究方向包括：
①城市地下空间与地下工程：
以城市地下空间为主体，研究地下空 间开发利用过程中的各种环境岩土工程问 题，地下空间资源的合理利用策略，以及 各类地下结构的设计、计算方法和地下工 程的施工技术（如浅埋暗挖、盾构法、冻 结法、降水排水法、沉管法、ＴＢＭ法等） 及其优化措施等等。
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5
岩土工程 ( geotechnical engineering )
岩土工程体制 是建筑工程中的勘察、设计、施工三个
方面作为一个统一体，将土力学、岩石力 学、工程地质和基础工程等组合在一个有机 结合的统一体内，共同以土体和岩体作为科 研和工程实践的对象，指导工程实践。
精选ppt课件2021
精选ppt课件2021
17
国内外从事岩土工程研究和开发的人员多，学 术组织和会议也多。如1986年在北京召开的国 际深基础学术讨论会，1988年在北京召开的亚 洲区域性土力学学术讨论会，1986年以来召开 了多次全国土力学、基础工程学术讨论会，全 国地基处理学术讨论会，全国土工织物学术讨 论会，全国高层建筑大直径桩墩基础学术讨论 会，深基坑开挖支护学术讨论会，全国土动力 学学术讨论会，国际上有专门的国际土力学
岩土钻掘工程课件
特点
岩土钻掘工程具有高风险、高投入、高技术含量的特点，需 要综合考虑地质、环境、工程和经济等方面的因素，对技术 和设备的要求较高。
岩土钻掘工程的重要性
资源开发
岩土钻掘工程是资源开发的重要手段，如矿产、石油、天 然气等资源的勘探和开发，需要通过岩土钻掘工程获取地 下信息。
基础建设
在基础设施建设领域，如交通、水利、建筑等，岩土钻掘 工程是必不可少的环节，用于地质勘查、基础施工和地下 空间开发等。
VS
详细描述
孔内事故的发生与地层条件、钻进参数、 钻具质量等因素有关。为了预防孔内事故 的发生，可以采用定期检查钻具、优化钻 进参数、采用孔内加固等技术措施，确保 孔内安全。
钻掘过程中的环境保护问题
总结词
岩土钻掘工程中产生的噪音、振动、粉尘等环境问题是不可忽视的。
详细描述
为了减少岩土钻掘工程对环境的负面影响，可以采用低噪音、低振动的钻机和工艺，加强粉尘治理和 废水的处理，同时合理规划施工场地，减少对周围环境的影响。
02
岩土钻掘工程的基本原理
岩石力学基础
01
02
03
岩石的物理性质
包括密度、孔隙度、含水 量、温度等，这些性质对 岩石的力学行为有重要影 响。
岩石的力学性质
包括抗压、抗拉、抗剪等 强度，以及弹性模量、泊 松比等弹性性质。
岩石的变形与破坏
研究岩石在不同应力水平 下的变形、破裂和失稳行 为。
土力学基础
建设的发展，岩土钻掘工程技术得到了迅速发展和广泛应用。
发展
近年来，随着科技的不断进步和应用领域的不断拓展，岩土钻掘工程技术也在不断发展。 新型钻探技术和设备的研发和应用，如定向钻进、冲击回转钻进、超声波破碎等，提高 了钻探效率和精度，同时也为岩土钻掘工程的应用拓展提供了更多可能性。未来，岩土
岩土钻掘工程具有高风险、高投入、高技术含量的特点，需 要综合考虑地质、环境、工程和经济等方面的因素，对技术 和设备的要求较高。
岩土钻掘工程的重要性
资源开发
岩土钻掘工程是资源开发的重要手段，如矿产、石油、天 然气等资源的勘探和开发，需要通过岩土钻掘工程获取地 下信息。
基础建设
在基础设施建设领域，如交通、水利、建筑等，岩土钻掘 工程是必不可少的环节，用于地质勘查、基础施工和地下 空间开发等。
VS
详细描述
孔内事故的发生与地层条件、钻进参数、 钻具质量等因素有关。为了预防孔内事故 的发生，可以采用定期检查钻具、优化钻 进参数、采用孔内加固等技术措施，确保 孔内安全。
钻掘过程中的环境保护问题
总结词
岩土钻掘工程中产生的噪音、振动、粉尘等环境问题是不可忽视的。
详细描述
为了减少岩土钻掘工程对环境的负面影响，可以采用低噪音、低振动的钻机和工艺，加强粉尘治理和 废水的处理，同时合理规划施工场地，减少对周围环境的影响。
02
岩土钻掘工程的基本原理
岩石力学基础
01
02
03
岩石的物理性质
包括密度、孔隙度、含水 量、温度等，这些性质对 岩石的力学行为有重要影 响。
岩石的力学性质
包括抗压、抗拉、抗剪等 强度，以及弹性模量、泊 松比等弹性性质。
岩石的变形与破坏
研究岩石在不同应力水平 下的变形、破裂和失稳行 为。
土力学基础
建设的发展，岩土钻掘工程技术得到了迅速发展和广泛应用。
发展
近年来，随着科技的不断进步和应用领域的不断拓展，岩土钻掘工程技术也在不断发展。 新型钻探技术和设备的研发和应用，如定向钻进、冲击回转钻进、超声波破碎等，提高 了钻探效率和精度，同时也为岩土钻掘工程的应用拓展提供了更多可能性。未来，岩土
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时间效应——岩石在切削具作用下，从发生弹性变形-形成剪切体-跳跃式 吃入一定深度，需要一短暂时间。切削具要在岩面停留短暂时间Δt，使裂 隙发育至自由面形成剪切体。
如果转速超过临界值(n＞n0) 切削具作用于岩面时间＜Δt，裂隙尚未发育 载荷便移走了，造成表面破碎。
2020/6/9
中国地质大学勘查与基础工程系
进成本、钻进质量之间有着密切的联系。 2、钻进效果指标内容 钻速、每米钻孔成本、岩矿心采取率和钻孔弯曲等。
不可控影响因素（客观存在），地层岩性及其埋深等 可控影响因素（可人工调节），钻头类型、冲洗液性能、钻压、转速和 泵量等。
2020/6/9
中国地质大学勘查与基础工程系
第一节 钻进效果指标与钻进规程参数
第二节 硬质合金钻进工艺
国家精品课程
岩土钻掘工程学
三、冲洗液泵量及其性能的选择
冲洗液的排粉、冷却、润滑和护壁诸功能中，以排粉所需的泵量最大， 故以此为依据来选择泵量。
液流的阻力与流速平方成正比，如泵量过大引起的孔底脉动举离力将抵 消一部分钻压；造成在岩心管内、外环间隙中流速过高，可能冲毁岩心 或孔壁。
国家精品课程
岩土钻掘工程学
三、钻进过程中各参数间的基本关系
1、钻压对钻速的影响 实际钻压=给进力(钻具质量+正或负的机械施加力)-(冲洗液浮力+孔内摩
擦阻)。常用的表示钻压的方法： （1）钻压P——整个钻头上的轴向载荷，受钻头类型、口径和切削具数量
影响，可比性较差；
（2）钻头唇面比压p——切削具与岩石接触单位面积上的轴向载荷，涵盖
隙压力之间的压差
孔底压差对刚破碎的岩屑有压持作用，阻 碍孔底岩屑及时清除，压差增大将使钻速 明显下降。
2020/6/9
中国地质大学勘查与基础工程系
第一节 钻进效果指标与钻进规程参数
国家精品课程
岩土钻掘工程学
5. 2 冲洗液粘度对钻速的影响 其他条件一定时，冲洗液粘度的增大,将使孔底压差增大，浮
力增大，并使孔底钻头获得的水功率降低，从而使钻速降低。 5.3 冲洗液固相含量及其分散性对钻速的影响 固相含量、固相颗粒的大小和分散 度对钻速对钻进速度有明显影响。 固相含量相同时，分散性冲洗液比 不分散冲洗液的钻速低。 固相含量越少，两者的差别越大。 一般应用固相含量<4%的不分散冲洗液。
度和密度值宜小不宜大，并尽量用低固相不分散泥浆。
2020/6/9
中国地质大学勘查与基础工程系
第二节 硬质合金钻进工艺
国家精品课程
岩土钻掘工程学
四、P、n、Q参数间的合理配合
在实际钻进中P、n、Q都不是单独起作用，存在交互影响。
软岩研磨性小易切入，应重视及时排粉延长钻头寿命，应取高转速、低 钻压、大泵量的参数配合；
对钻速的提高会造成不利影响(硬岩层中)。
2020/6/9
中国地质大学勘查与基础工程系
第一节 钻进效果指标与钻进规程参数
国家精品课程
岩土钻掘工程学
对孕镶和自磨式钻头，若遇到弱研磨性岩石，为保持钻头自锐能力，必须 在孔底保存一定的岩粉，过大的水功率将导致钻速下降，甚至抛光钻头。
5、冲洗液性能对钻速的影响 5.1冲洗液密度对钻速的影响 冲洗液密度决定着孔内液柱压力与地层孔
中硬—硬（Ⅵ~Ⅶ级）岩石最敏感。
Ⅳ~Ⅴ级岩石钻压过大，孔底排粉冷却条件 恶化，阻碍钻速成比例上升；
Ⅷ~Ⅸ级岩石不宜硬合金钻进，在钻杆强度 范围内钻压不能使钻速直线增长。
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第二节 硬质合金钻进工艺
国家精品课程
岩土钻掘工程学
应充分发挥切削具初刃的切入优势。硬质合金钻进开始时就应以允许的最 大初始钻压钻进。等切削具磨钝后，再增大钻压也不可能获得好的钻效。
孔内钻柱的振动等原因，钻头上的实际瞬时钻压值与地表的测量值有较大
差距。
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第二节 硬质合金钻进工艺
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岩土钻掘工程学
实际生产中首先选择每颗切削具上的压力值p，然后根据钻速的变化情况适
时调整。岩石越硬、研磨性越强，p值取上限；粘性软岩取小值；裂隙地层
次钻速减小。
➢熟练操作、优化钻进、实现钻具升降机械化、自动化是提高回次钻速的
前提。
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第一节 钻进效果指标与钻进规程参数
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岩土钻掘工程学
3. 技术钻速
一台钻机在一个月期间内用于完成基本工序、辅助作业和其他补充作业的 总时间与同期的钻进进尺H之比。技术钻速取决于机台工作的技术水平、各 项工作的组织配合及技术措施等。
也应取小值。钻头上的总压力为
P总=p×m YG8硬质合金切削具的
单位压力推荐值
岩层 Ⅰ~Ⅳ级软-部分中硬岩石
Ⅴ~Ⅶ级中硬-部分硬岩石
研磨性大的岩石
切削具形状 片状 方柱状
中八角柱状 大八角柱状
方柱状 中八角柱状
单位压力推荐值p (kN/颗) 0.40~0.70 0.80~1.20 0.90~1.40 1.50~1.80 1.20~1.40 1.20~1.70
2、合理规程
在给定条件下，当规程参数选择受到某种制约时（例如设备功率不足，钻 具强度不够、冲洗液泵量不足等），在保证钻孔质量的同时争取最大钻速 的钻进参数组合叫做合理规程。
3、专用规程
为完成特种取心，纠斜，定向钻进等任务所采用的参数组合称为专用规程。
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第一节 钻进效果指标与钻进规程参数
钻中硬、研磨性强的岩层（曲线Ⅲ），开始 类似于曲线Ⅱ，但vm随n增大而增大的速率缓 慢，当超过某个极限转速n0后，钻速还有下降 的趋势。
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第一节 钻进效果指标与钻进规程参数
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岩土钻掘工程学
在其他钻进参数保持不变的情况下，钻速可表述为 vm∝nλ λ为转速指数，一般小于1，其数值大小与岩性有关。
变换得： CC b C r(1kK 1 (K 元2 /m))
vmt
vm
vm—机械钻速，m/h；t—纯钻时间，h； k = t1/t 、 K1=T1 / t 、 K2=T2 /t ；
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第一节 钻进效果指标与钻进规程参数
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对于一定的钻孔、设备和孔深，k、K1、K2基本上为一经验值。依据C=f （vm），求出对应于最低成本Cmin的最优钻速vm优，并由此可确定最优的钻 压、转速等规程参数。
了钻头口径和类型的影响，可比性较好。
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第一节 钻进效果指标与钻进规程参数
钻压在很大的变化范围内与钻速近似成线性 关系；
a点之前，钻压太低，钻速很慢； b点之后，钻压过大，甚至切削具完全吃入岩
层，孔底冷却和排粉条件恶化，钻头磨损也 加剧，钻进效果变差 钻速:vm∝（P-W）,式中 W—ab线在钻压轴上 的截距，相当于切削具开始压入地层时的钻 压。在石油钻井中称为门限钻压，取决于岩 层性质。
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硬质合金切削具的线速度推荐值
岩石性质 软的、弱研磨性岩石 中硬的、具有研磨性的岩石 中硬—硬的研磨性岩石
裂隙性岩石
线速度取值范围 (m/s) 1.2~1.6 0.9~1.2 0.6~0.8 0.3~0.6
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重点是磨锐式硬质合金钻头钻进，自磨式强调异同点。 一、钻头压力的选择 钻压是决定硬质合金钻头机械钻速的最重要参数。在图5-1中，a点继续
增加钻压，其钻速将呈直线增长。 不同岩石钻压增大一倍时钻速增长率是不同的。
研磨性较强的中硬及部分硬岩，为防止切削具早期磨钝保持较高钻速， 应取大钻压、较低转速、中等泵量；
3、切削具的磨损对钻速的影响
在钻进中随着切削具的磨钝，若此时钻值保持不变，则机械钻速v也必然 逐渐下降。实质是钻头唇面比压p下降引起的。
4、水力因素对钻速的影响 一定钻速下，单位时间钻出的岩屑量一定，需要一定的水功率才能完全
清除，低于这个水功率值，孔底净化就不完善，则钻速降低。 软岩：高于这个水功率值水力参加破岩，机械钻速升高。但水浮力增加，
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第一节 钻进效果指标与钻进规程参数
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（二）钻进规程的类型
1、最优规程
在一定地质条件和钻进方法下，为保证钻孔质量，获取最高钻速或最低 钻进成本而选择的钻进参数搭配叫最优规程。
每米钻进总成本
CC bC r(tt1T 1 (元T2 /m)) H
Cb—钻头价格；Cr—钻机单位时间费用；H—钻头进尺。
合理的泵量值应在满足排粉前提下兼顾其他工艺因素。
Qm4(D2d2)v1
(L/min)
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孔内岩屑颗粒的上返速度主要取决于液流的上返流速、冲洗液的性能、 岩屑颗粒尺寸及其密度。
清水冲洗时，液流上升速度取0.25～0.6m/s； 泥浆冲洗液时，液流上升速度取0.20～0.5m/s。 为提高钻速，在可能的条件下应尽量选用清水作冲洗液；若用泥浆其粘
从两个方面分析增加钻压的意义：
✓ 岩石方面——钻压是产生体积破碎的决定性因素，尤其在中硬岩层中增加
钻压对提高钻速更为有效；
✓ 在切削具方面——初始钻压应取合理的最大值，以充分发挥切削具初刃的
如果转速超过临界值(n＞n0) 切削具作用于岩面时间＜Δt，裂隙尚未发育 载荷便移走了，造成表面破碎。
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进成本、钻进质量之间有着密切的联系。 2、钻进效果指标内容 钻速、每米钻孔成本、岩矿心采取率和钻孔弯曲等。
不可控影响因素（客观存在），地层岩性及其埋深等 可控影响因素（可人工调节），钻头类型、冲洗液性能、钻压、转速和 泵量等。
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三、冲洗液泵量及其性能的选择
冲洗液的排粉、冷却、润滑和护壁诸功能中，以排粉所需的泵量最大， 故以此为依据来选择泵量。
液流的阻力与流速平方成正比，如泵量过大引起的孔底脉动举离力将抵 消一部分钻压；造成在岩心管内、外环间隙中流速过高，可能冲毁岩心 或孔壁。
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三、钻进过程中各参数间的基本关系
1、钻压对钻速的影响 实际钻压=给进力(钻具质量+正或负的机械施加力)-(冲洗液浮力+孔内摩
擦阻)。常用的表示钻压的方法： （1）钻压P——整个钻头上的轴向载荷，受钻头类型、口径和切削具数量
影响，可比性较差；
（2）钻头唇面比压p——切削具与岩石接触单位面积上的轴向载荷，涵盖
隙压力之间的压差
孔底压差对刚破碎的岩屑有压持作用，阻 碍孔底岩屑及时清除，压差增大将使钻速 明显下降。
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5. 2 冲洗液粘度对钻速的影响 其他条件一定时，冲洗液粘度的增大,将使孔底压差增大，浮
力增大，并使孔底钻头获得的水功率降低，从而使钻速降低。 5.3 冲洗液固相含量及其分散性对钻速的影响 固相含量、固相颗粒的大小和分散 度对钻速对钻进速度有明显影响。 固相含量相同时，分散性冲洗液比 不分散冲洗液的钻速低。 固相含量越少，两者的差别越大。 一般应用固相含量<4%的不分散冲洗液。
度和密度值宜小不宜大，并尽量用低固相不分散泥浆。
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四、P、n、Q参数间的合理配合
在实际钻进中P、n、Q都不是单独起作用，存在交互影响。
软岩研磨性小易切入，应重视及时排粉延长钻头寿命，应取高转速、低 钻压、大泵量的参数配合；
对钻速的提高会造成不利影响(硬岩层中)。
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5、冲洗液性能对钻速的影响 5.1冲洗液密度对钻速的影响 冲洗液密度决定着孔内液柱压力与地层孔
中硬—硬（Ⅵ~Ⅶ级）岩石最敏感。
Ⅳ~Ⅴ级岩石钻压过大，孔底排粉冷却条件 恶化，阻碍钻速成比例上升；
Ⅷ~Ⅸ级岩石不宜硬合金钻进，在钻杆强度 范围内钻压不能使钻速直线增长。
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孔内钻柱的振动等原因，钻头上的实际瞬时钻压值与地表的测量值有较大
差距。
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实际生产中首先选择每颗切削具上的压力值p，然后根据钻速的变化情况适
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次钻速减小。
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一台钻机在一个月期间内用于完成基本工序、辅助作业和其他补充作业的 总时间与同期的钻进进尺H之比。技术钻速取决于机台工作的技术水平、各 项工作的组织配合及技术措施等。
也应取小值。钻头上的总压力为
P总=p×m YG8硬质合金切削具的
单位压力推荐值
岩层 Ⅰ~Ⅳ级软-部分中硬岩石
Ⅴ~Ⅶ级中硬-部分硬岩石
研磨性大的岩石
切削具形状 片状 方柱状
中八角柱状 大八角柱状
方柱状 中八角柱状
单位压力推荐值p (kN/颗) 0.40~0.70 0.80~1.20 0.90~1.40 1.50~1.80 1.20~1.40 1.20~1.70
2、合理规程
在给定条件下，当规程参数选择受到某种制约时（例如设备功率不足，钻 具强度不够、冲洗液泵量不足等），在保证钻孔质量的同时争取最大钻速 的钻进参数组合叫做合理规程。
3、专用规程
为完成特种取心，纠斜，定向钻进等任务所采用的参数组合称为专用规程。
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钻中硬、研磨性强的岩层（曲线Ⅲ），开始 类似于曲线Ⅱ，但vm随n增大而增大的速率缓 慢，当超过某个极限转速n0后，钻速还有下降 的趋势。
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在其他钻进参数保持不变的情况下，钻速可表述为 vm∝nλ λ为转速指数，一般小于1，其数值大小与岩性有关。
变换得： CC b C r(1kK 1 (K 元2 /m))
vmt
vm
vm—机械钻速，m/h；t—纯钻时间，h； k = t1/t 、 K1=T1 / t 、 K2=T2 /t ；
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对于一定的钻孔、设备和孔深，k、K1、K2基本上为一经验值。依据C=f （vm），求出对应于最低成本Cmin的最优钻速vm优，并由此可确定最优的钻 压、转速等规程参数。
了钻头口径和类型的影响，可比性较好。
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钻压在很大的变化范围内与钻速近似成线性 关系；
a点之前，钻压太低，钻速很慢； b点之后，钻压过大，甚至切削具完全吃入岩
层，孔底冷却和排粉条件恶化，钻头磨损也 加剧，钻进效果变差 钻速:vm∝（P-W）,式中 W—ab线在钻压轴上 的截距，相当于切削具开始压入地层时的钻 压。在石油钻井中称为门限钻压，取决于岩 层性质。
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岩石性质 软的、弱研磨性岩石 中硬的、具有研磨性的岩石 中硬—硬的研磨性岩石
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增加钻压，其钻速将呈直线增长。 不同岩石钻压增大一倍时钻速增长率是不同的。
研磨性较强的中硬及部分硬岩，为防止切削具早期磨钝保持较高钻速， 应取大钻压、较低转速、中等泵量；
3、切削具的磨损对钻速的影响
在钻进中随着切削具的磨钝，若此时钻值保持不变，则机械钻速v也必然 逐渐下降。实质是钻头唇面比压p下降引起的。
4、水力因素对钻速的影响 一定钻速下，单位时间钻出的岩屑量一定，需要一定的水功率才能完全
清除，低于这个水功率值，孔底净化就不完善，则钻速降低。 软岩：高于这个水功率值水力参加破岩，机械钻速升高。但水浮力增加，
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在一定地质条件和钻进方法下，为保证钻孔质量，获取最高钻速或最低 钻进成本而选择的钻进参数搭配叫最优规程。
每米钻进总成本
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Cb—钻头价格；Cr—钻机单位时间费用；H—钻头进尺。
合理的泵量值应在满足排粉前提下兼顾其他工艺因素。
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清水冲洗时，液流上升速度取0.25～0.6m/s； 泥浆冲洗液时，液流上升速度取0.20～0.5m/s。 为提高钻速，在可能的条件下应尽量选用清水作冲洗液；若用泥浆其粘
从两个方面分析增加钻压的意义：
✓ 岩石方面——钻压是产生体积破碎的决定性因素，尤其在中硬岩层中增加
钻压对提高钻速更为有效；
✓ 在切削具方面——初始钻压应取合理的最大值，以充分发挥切削具初刃的