岩芯钻探操作解读

岩心钻探操作讲座（二）

2015-01-22北京中资环钻探有限公司

中资大课堂系列----岩心钻探讲座

本讲座共分6集，分别是钻探基础知识；钻探设备工具

管材及操作；岩心钻探工艺；泡沫泥浆技术；钻探生

产管理；机台管理。具有很好的参考学习和保存价值。

适合业内人士存阅。

第二讲钻探设备、工具、管材及操作

第一部分：岩心钻探设备

二、钻机：1、钻机的定义：借助动力机械的动力，带动钻具破碎岩石，向地壳钻进的机械装置。

2、岩心钻机的基本构成及功用（见表2-2）

3、钻机的分类

4、岩心钻机的基本参数

①钻进能力参数：包括钻进深度、钻孔直径、钻杆直径和钻孔倾角等。

②回转参数：包括回转器的转速、通孔直径与让开孔口距离等。

③给进系统参数：包括立轴最大上顶力与给进力、给进速度、给进行程及倒立轴速度等。

④升降系统参数：包括升降机的最大起重量、提升速度等。

⑤钻机的重量指标、最大部件重量及动力机的功率等。

5、岩心钻机主要技术参数及配套（见表2-3）。

三、钻探用泵

1、泥浆泵的定义：泥浆泵是以水或其它液体为介质，将原动力机输入的机械能转化为液力能的一种机械装置。

2、泥浆泵的作用：向孔内输送一定压力和流量的冲洗液。

3、往复式泥浆泵的组成及工作原理及往复式泥浆泵的分类（略）

4、往复式泥浆泵的主要参数

①流量（泵量、排量）：是指泵在单位时间内输出液体数量的多少，用Q

表示，常用单位是升/分钟、立方/分钟。

②泵压（排出压力或扬程）：是指在泵排出口测出的液体表压力，用P表示，单位是MPa。泵压大小取决于排出管路中的阻力，阻力大，泵压就高。通常所说的泵压，是指在动力机功率允许和泵的机械强度所能达到的额定工作压力。

③吸水高度：是指泵缸中心线到吸水池液面的距离，理论上用清水作循环介质时可达10米，实际工作中应控制在3米以内。

④泵的配备功率：是指与泵匹配的动力机的功率。

5、泥浆泵基本参数见表2-4

四、钻塔

1、钻塔的使用要求

(1)应有足够的承载能力，以保证处理事故和升降钻具的安全；

(2)应有合理的高度和空间，上顶及其横截面的尺寸应满足天车的安装和游动滑车上下运行，钻塔底部尺寸应保证机场设备的合理布置及工人的安全操作；

(3)钻塔自重轻，安装、拆卸及运输方便。

2、钻塔的分类

钻塔按结构类型分为:四脚钻塔、三脚钻塔、A字塔及桅杆。

3、钻塔的基本参数

①塔高：指钻塔大梁底面到天车梁底面的垂直距离。钻塔高度取决于起下钻立根的长度和总立根数，塔高与立根长度有如下关系:H＝KL。

式中:H-钻塔高度 (m)；L-钻杆立根长度 (m)；K-塔高系数 (1.3~1.5)。

②天车有效负荷：指钻塔的安全承载能力。

③工作台高度：指钻塔大腿底面到工作台的垂直距离，一般低于立根长度

1~1.25m。

④钻塔自重：钻塔自重与钻塔的类型、结构、天车有效负荷及材质有关，应在保证钻塔有足够强度、刚度和稳定性的前题下，尽可能减轻自重，以便于安装、拆卸和搬迁。

五、钻探辅助设备

（一）、提引器

1、提引器的作用及类型（略）

2、提引器的使用与维护

(1)使用自脱或斜脱式提引器时，必须拧紧蘑菇头，拧钻杆立根前应放松钢绳，提引器通过钻杆接箍时应减速。

(2)摘挂提引器时不得用手扶提引器底部，以免损伤人体。

(3)按规定向提引器活动部位添加润滑油 (脂)。

(4)使用罩式提引器提放粗径钻具时，先将自脱档块装上，防止粗径钻具从提引器内脱出。

（二）、水龙头

1、水龙头的作用及类型（略）

2、水接头的使用与维护

(1)使用水接头时，应配有胶管防缠和水接头防坠装置。钻进时不得用人扶持水接头和胶管。

(2)检查水接头时，必须停止立轴回转并指定专人看管离合器开关手柄。

(3)按期压紧或更换塞线及密封圈，保持转动部分的密封性，既要保证不漏水，又应使水接头转动部件运转灵活，防止缠管。

(4)按规定要求定期加注润滑油脂。

（三）泥浆搅拌机

第二部分：岩芯钻探钻具及工具

一、地质管材

岩心钻探使用的管材统称为地质管材，按用途可分为：

1、钻杆。向钻头传递扭矩和轴向载荷，其内孔为冲洗液输送通道。

2、岩心管。容纳并保护岩心，并传递扭矩和轴向载荷。

3、套管。保护孔壁，隔离透水层。

4、厚壁管。制造钻杆接头、钻头及钻铤等。

二、岩心钻探钻具

（一）、岩芯钻具的组成

1、组成：一套回转岩心钻具由钻头、岩心管、异径接头、取粉管，钻杆柱、连接接头和水龙头等组成。钻具组合见图2-1

2、各组成件的作用；

①钻头。钻头是钻进工作的直接工作端，在孔底破碎岩石。钻头由钢钻头体并在端部镶焊有硬合金切削具或金刚石粒组成。钻头体以螺纹与岩心管连接，钻头体内有倒锥面，用以安装提断器或投放卡料，以便卡断岩心。

②岩心管。岩心是在钻进时容纳岩心的，同时也承受和传递钻压和扭力，带动钻头工作。

③异径接头。是用来连接岩心管和钻杆柱的。

④取粉管。在岩粉量大、冲洗液量不足时，收集大粒岩屑。特别在钻粒钻进时，必须带取粉管。

（二）、钻杆柱的功用和结构

1、功用：

①在钻探工作中，钻杆柱从地表把钻机的动作和动力传递给井底钻头，钻头在井底破碎岩石、连续给进以及其它一切工作全部取决于钻杆柱的工作性能。

②输送冲洗液的通道。

③作为输送岩心或岩心提取器的通道，或作为更换井底钻头的通道。

④投送卡取岩心的卡料，输送测斜仪器以及输送堵漏材料等辅助作用。

2、结构

用接箍（或平接头、或锁接头）将单根钻杆连接成一定长度的立根，立根之间则用带切口的、便于夹持和拧卸的锁接头（或平接头）连接。

钻杆接头的连接方式有：平接头连接、锁接头连接、焊接接头连接。

（三）、钻杆柱在孔内的工作状态

钻杆柱在传动工作系统中是一个特殊的、细长比特大的、在井筒特定条件下工作的传动杆件。钻杆柱是一个弹性系统，在钻进中承受着大小和方向都在变化的载荷；而且在钻杆柱各个部分所承受的载荷是不等的，加之钻杆柱和孔壁摩擦，有时遇卡，使受力情况更为复杂，钻杆柱上的基本载荷有：

拉、压，扭转，弯曲，弹性振动等。

（四）、钻杆柱的合理使用

1、根据孔深和孔径，正确选用钻杆；

2、减小环状间，改善钻杆柱工作条件；

3、使用钻铤加压；

4、变换使用方式（颠倒、排队使用等）。

第三部分：设备操作

一、升降钻具基木操作

(一)升降前的准备

1、检查升降系统状况及钻机是否锁紧

2、检查调整升降机制带

(1)先操纵两个手把，反复松开、抱紧，检查制带松紧是否适当，刹紧时手把应略高于水平位置，松开时制圈与制带应不接触。

(2)升降空提引器，看升降是否灵活，受力是否均匀，检查制带和制圈是否同心，是否严重磨损和变形。

(3)提升前分动手把应在卷扬位置，变速手把打到所需档次，下降控制手柄需处于最外位置。