地质勘探煤矿钻探用工具
国内外地质钻机性能介绍与比较
国内外地质钻机性能介绍与比较(2009年)1.国内钻机概况国内地质勘探钻机、水文水井钻机和小型石油钻机，如：TK.3型立轴钻机、TSJ.1000型水源钻机、TSJ.2000钻机、GZ-2000钻机、ZJ20/1350石油钻机等。
小型石油钻机实例：本钻井工程为煤层气产能井钻井工程，工程甲方为晋煤集团蓝焰公司以及中石油华北油田沁水盆地煤层气勘探开发公司。
井身结构：全井分一开、二开，一开深度20m-50m（达到基岩10m以下），孔径311.15mm；二开至完井，孔深400m-1200m，孔径215.9mm。
目的与任务，获取目的煤层的埋深、厚度、煤岩及煤质特征，为后期产气提供基本参数依据。
2）坑道钻机我国煤矿坑道钻探作业的主导机型为全液压动力头式坑道钻机。
具有钻进效率高、工艺适应性强、操作安全、解体性好、易搬迁等特点。
目前，国内全液压动力头式钻机的生产厂家较多，钻进能力从几十米到上千米，已形成多个系列。
ZDY6000LD(A)型履带式全液压坑道钻机ZYL-6000全液压坑道钻机。
钻进示意图配套钻杆◆目前煤矿井下所用的钻杆种类主要有外平钻杆、螺旋钻杆两种。
➢外平钻杆是最常用的一种类型，适用于井下常规钻进作业和稳定组合钻具定向钻进。
现有的规格主要有φ42，φ50，φ63·5，φ73，φ89 mm等，具体钻杆参数及配套钻头见下表。
➢螺旋钻杆主要用于满足松软煤层钻进和本煤层大直径救援孔的排粉需要。
螺旋钻杆接头形式多采用插接方式。
可方便处理钻进过程中因塌孔、喷孔、掉块等形成的卡钻、埋钻等孔内事故。
目前常用的规格主要有:φ78，φ88，φ100，φ110，φ130 mm等。
叶片式螺旋钻杆、浅槽螺旋钻杆两种。
晋城赵庄矿50 mm×1 000 mm的浅槽螺旋钻杆叶片、插接式螺旋钻杆配套钻头➢煤矿井下瓦斯抽放钻孔施工钻头一般以硬质合金和金刚石复合片(PDC)钻头为主。
硬质合金钻头一般只适用于本煤层、泥岩等低硬度地层的浅孔施工，目前大多数煤矿为提高钻进效率、节省起下钻时间，一般都采用PDC钻头。
矿山机械(二)露天矿钻孔设备
1.3牙轮钻机
选型原则
根据矿区自然地理条件选择设备和配套部件。如高 海拔、高寒、炎热气候地区对主要设备配套部件、 空压机、变压器、除尘、液压及电控系统等都有特 殊要求。 动力条件。动力源往往决定选用钻机的类别，大中 型矿山一般选用电动。 美国牙轮钻机一般是工作可靠，寿命长，但价格昂 贵，零部件供货周期长，是否选用应进行综合分析 后确定。
合理的轴压力，N
PH (30 ~ 35) Df
钻孔直径，cm 岩石普氏硬度系数
1.4 露天潜孔钻机
回转速度
钻头每冲击一次只能破碎一定范围的岩石。 当钻具转速过高时，在二次凿痕之间，势必留下一 部分未被冲击破碎的岩瘤，使得回转阻力矩增大， 钻机振动加剧，钻头端面及径向上的硬质合金迅速 磨损，不仅降低了钻孔速度，甚至造成夹钻事故； 当转速过低时，则可能产生重复破碎现象，没有充 分利用钻头的冲击能量，钻速降低。
矿山机械 第一章 露天钻孔设备
1.3 牙轮钻机 1.4 露天潜孔钻机
1.3牙轮钻机
采用电力或内燃驱动， 履带行走、顶部回转、 连续加压、压缩空气 排渣、装备干式或湿 式除尘系统，以牙轮 钻头为凿岩工具的自 行式钻机。
1.3牙轮钻机
基本原理
牙轮钻机钻孔时，依靠加压、 回转机构通过钻杆，对钻头 提供足够大的轴压力和回转 扭矩，牙轮钻头在岩石上同 时钻进和回转，对岩石产生 静压力和冲击动压力作用。 牙轮在孔底滚动中连续地挤 压、切削冲击破碎岩石，有 一定压力和流量流速的压缩 空气经钻杆内腔从钻头喷嘴 喷出，将岩渣从孔底沿钻杆 和孔壁的环形空间不断地吹 至孔外，直至形成所需孔深 的钻孔。
1.4 露天潜孔钻机
煤矿井下探放水钻探技术——2013.9
三、煤矿井下探放水钻探作业效率分析 四、煤矿井下探放水钻探安全管理
1、井下钻孔止水套管的封固 2、钻孔孔口安全装臵及要求 3、井下作业现场安全 4、几种常见的钻孔事故及其处理方法
五、岩石的性质 六、煤矿探放水
目的
煤矿井下钻探的应用：
1、《煤矿防治水规定》(国家安全生产监督管理总局令第28号)第3条规定：防 治水工作应当坚持预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采的 原则，采取防、堵、疏、排、截的综合治理措施。
170mm 168mm 146mm
一、煤矿井下探放水钻探基础知识
6、井下探放水钻探常用工具材料
探放老空积水的超前钻距，最小水平钻距不 得小于30 m，止水套管长度不得小于10 m；
岩层中探水钻孔超前钻距和止水套管长度表
煤 矿 术井 及下 质探 量放 管水 理钻 探 技
二、井下探放水钻探技术和质量管理
1、井下钻孔的基本参数
（1）井下钻孔的基本参数
◆ 钻孔坐标 ◆钻孔方位角、倾角 ◆钻孔孔径、孔深 ◆止水（止浆）套管长度、封固要求、耐压值 ◆开孔层位和终孔层位 ◆钻孔揭露的岩层名称及换层深度。 ◆钻孔涌水量、涌水深度、涌水层位和水压。 ◆钻孔孔径变化深度、层位。
二、井下探放水钻探技术和质量管理
1、井下钻孔的基本参数
4、井下探放水钻探基本原理
（1）地面钻探的4大系统
凿岩系统（钻杆、钻头） 动力系统（动力机和钻机） 冲洗液循环系统（泥浆泵、管路、钻杆 和钻孔） 提升系统（钻机、滑车、钢丝绳、钻机 卷扬机）
一、煤矿井下探放水钻探基础知识
4、井下探放水钻探基本原理
（2）井下钻探的4大系统
凿岩系统（钻杆、钻头） 动力系统（动力机和钻机）
孔深：钻孔施工目的、钻孔开孔位臵和终孔位臵决定的。
钻井井下工具
井下工具井下工具分类井下工具包括扶正器、随钻震击器、取心筒、浮阀、水力割刀、刮管器、铅模、公锥、母锥、卡瓦打捞筒、磁铁打捞器和反循环强磁打捞器、一把抓、反循环打捞篮和反循环强磁打捞篮、磨鞋、安全接头、套管捞矛、接头等。
扶正器扶正器是下部钻具结构的重要组成部分，它可以防止井壁对钻具的磨损，根据扶正器在钻柱中的位置不同起到防斜、纠斜和稳斜的作用。
按其安装位置分为钻柱型和井底型（近钻头）；按照扶正器翼片形式分为整体扶正器和可换套式扶正器；按照扶正器翼片形状分为螺旋扶正器和直翼扶正器。
随钻震击器随钻震击器是随钻柱一起进行钻井作业的井下解卡工具，当钻井过程中发生卡钻事故时，可根据需要及时启动震击器，进行连续上击或下击，使之解卡恢复正常钻进。
我公司现用随钻震击器是ANADRILL CO.E.Q.全机械式的，有4 3/4“、 6 1/2”、8“等几种规格。
该震击器可以单独选择向上、向下两个方向的冲击力，震击负荷预先在地面调较，也可以在井口现场调校，该震击器对扭矩不敏感，它有一个全机械释放机构，配有能在油中密封的工作部件，可以减少内部磨损。
另外，为了减少震击器心轴的挠曲应力，在震击器的下端要接上挠性接头。
随钻震击器的安装位置随钻震击器一般安置在最上倒数第二和第三根钻铤之间，也就是在中性点之上5吨张力部位，这样状况最好；但根据井下复杂情况，也可以安装在中性点之下使用。
经过检修的随钻震击器送井时都带了维修报告，维修报告中包括一份震击力调试报告。
在震击力调试报告中，标明了几种上击和下击的震击负荷，并标有“字母”记号，意思是此时定位的上、下击负荷。
这个震击负荷是根据一般状况下需要的。
如果需要比“字母”位高或低的震击负荷，现场可以调节。
浮阀钻井过程中，特别是钻到很疏松的砂粒岩且岩石很细碎，在井眼的环空会有很多的细砂，在下钻、接单根时泥浆会倒流，大量砂粒从钻头水眼进入钻具内，开泵就可能造成堵死水眼。
目前各油田正普遍开展钻大角度斜井、水平井，钻井中一般须使用MWD和井下动力钻具。
地质勘测队的工作通常需要使用哪些设备和技术
地质勘测队的工作通常需要使用哪些设备和技术1.钻探设备：地质勘测常用的钻探设备有旋喷钻机、岩心钻机和挖孔机等。
旋喷钻机通过旋转和高压水力喷射的方式进行土质和岩石的钻探，可以获取不同深度的岩层样本和地下水样本。
岩心钻机用于获取更为准确的岩心样本，可以分析岩性、岩相和构造等信息。
挖孔机用于挖掘和取得地下土样，用于分析土质特性和地下水位等。
2.地震勘探设备：地震勘探是一种重要的地质勘测方法，主要应用于地下构造和油气资源的勘探。
地震勘探设备包括地震仪器、地震源和接收器。
地震仪器用于记录地震波的传播情况，地震源产生可控的地震波，接收器接收并记录地震信号。
地震数据经过处理和解释后，能够提供地下地质构造、岩层分布和油气储层等信息。
3.遥感技术：遥感技术是使用飞机或卫星等远距离感知工具，通过获取地表、地下特征参数和物理量，对地质信息进行探测和分析的方法。
地质勘测中，卫星遥感技术常用于地貌、地层、构造和矿产资源等方面的调查。
遥感图像可用于获取大范围的地质信息，辅助分析和判断。
4.地电技术：地电技术是利用地下地质体的电性差异来探测地下构造和矿产资源的方法。
在地电勘测中，通过测量地下电阻率和极化效应，可以推断地下的岩层、裂缝和水体等情况。
常用的地电设备包括地电仪和电极。
5.高精度定位仪器：为了准确记录地质勘测点位的位置和海拔等信息，地质勘测中常使用全球卫星定位系统（GPS）和全站仪等高精度定位仪器。
GPS可以获取全球范围内的位置信息，并提供高精度的地理坐标，用于地图制作和勘测点位的定位。
全站仪可以测量水平方位角和垂直仰角，提供高精度的地面点位坐标。
除了上述设备和技术，地质勘测中还经常使用化学分析仪器、光谱仪器、镜头等辅助设备和技术。
例如，化学分析仪器可以用于地下水样本中溶解物质的分析，光谱仪器可以分析土壤和岩石的化学成分，镜头可用于显微观察和岩石薄片分析。
综上所述，地质勘测队工作所需的设备和技术有钻探设备、地震勘探设备、遥感技术、地电技术、高精度定位仪器等。
钻探设备简介
钻机设备简介1 浅孔钻机简介1.1 XY-1B型1.1.1 使用范围XY-1B型钻机由中国北京探矿机械厂生产，适用于铁路、水电、交通、桥梁、坝基等建筑物的工程地质勘察；地质岩芯钻探、物理勘察；小型灌浆孔、爆破孔的钻进；小型水井钻进。
1.1.2 主要技术参数1.1.2.1钻机钻孔直径：75,91,110,130,150 mm钻孔深度：150,100,70,50,30m钻杆直径：42 mm钻孔倾角：90-75°钻机外形尺寸：1433×697×1273 mm钻机重量(动力机除外) ：525 Kg1.1.2.2 回转器立轴转速(4档)：71,142,310,620 r/min立轴行程：450 mm立轴空载向上最大移动速度：0.05 m/s立轴空载向下最大移动速度：0.067 m/s立轴最大给进力：15 KN立轴最大起重力：25 KN立轴最大输出转矩：1.25 KN.m1.1.2.3 卷扬机最大起重量(单绳)：15 KN卷筒转速：19,38,84,168 r/min卷筒圆周线速度(二层) ：0.166, 0.331, 0.733, 1.465 m/s卷筒直径：140 mm；钢丝绳直径：9.3 mm钢丝绳容量：35m；抱闸直径：252 mm闸带宽度：50mm1.1.2.4 油泵型号：YBC-12/80；额定压力：8 MPa流量：8 ml/r；额定转速：1500 r/min1.1.2.5 水泵类型:单缸卧式双作用排量(电动机) :77L/min；排量(柴油机) :95L/min最大压力:1.2Mpa；工作压力:0.7Mpa1.1.2.6 动力机柴油机（型号）:ZS1105-1额定功率:12.1 KW；额定转速:2200 r/min电动机（型号）：Y160M-4；额定功率：11 KW，额定转速：1460 r/min 1.2 HZ-130Y型1.2.1 使用范围HZ-130Y型由山东聚龙液压机械XXX生产，用于地质普查勘探，道路及高层建筑物基础勘探，以及各种混凝土结构检查孔，江河堤坝，路基灌浆孔钻孔和直接灌浆，民用水井及地温中央空调等。
机动钻探车在地质勘探中的应用案例研究
机动钻探车在地质勘探中的应用案例研究概述：地质勘探是指为了寻找矿产资源、探测地下构造和勘探地下水资源等目的进行的一系列工程活动。
而机动钻探车作为一种重要的勘探工具，在地质勘探中发挥着重要的作用。
本文将通过分析几个具体的应用案例，探讨机动钻探车在地质勘探中的应用。
案例一：矿产资源勘探在矿产资源勘探中，机动钻探车的应用几乎是必不可少的。
例如，在寻找石油和天然气资源的探勘过程中，钻探是必不可少的一种手段。
机动钻探车可以携带钻机设备，根据勘探地区的具体情况进行钻探作业。
通过钻探获取地下的岩石和土壤样本，进行地质分析和化学测试，从而判断矿藏的存在与储量情况。
此外，机动钻探车可以通过现场实时监测和数据采集，提供精确的地质数据，为矿产资源的勘探和开采提供可靠的依据。
案例二：地下水资源勘探机动钻探车在地下水资源勘探中也发挥着重要的作用。
地下水资源在农业、工业和人民生活中具有重要的地位，在勘探过程中需要对地下水位、水质和水层结构进行准确的判读和监测。
机动钻探车可以进行钻孔勘探，在地下深处获取水样，并通过取样和测试，判断地下水资源的储量、水质和可采性。
同时，机动钻探车还可以对地下水位进行实时监测，提供可靠的数据支持，为地下水资源的开发和管理提供科学依据。
案例三：地质灾害预警机动钻探车在地质灾害预警中的应用也非常重要。
地质灾害是指地震、滑坡、泥石流等自然灾害，对人类社会造成严重的影响。
机动钻探车可以通过进行钻孔探测，获取地下岩土的详细信息，分析地质构造的稳定性和变化趋势，提前预警地质灾害的发生概率和危险程度。
通过机动钻探车提供的数据，可以对地震、滑坡等地质灾害进行及时监测和预警，减少人员伤亡和财产损失。
结论：在地质勘探中，机动钻探车是一种非常重要的工具，其应用价值不可忽视。
通过分析矿产资源勘探、地下水资源勘探和地质灾害预警等案例，我们可以看到机动钻探车在地质勘探中的多样化应用。
机动钻探车能够提供准确的地质数据和监测信息，为地质工程的决策提供重要的支持。
钻井工具
钻井工具一、钻头：钻头是破碎岩石的主要工具。
钻头的质量，钻头与岩性，以及与钻头工艺是否适应，直接影响钻井速度，钻井质量和钻井成本。
目前，石油钻井中使用的钻头分为刮刀钻头，牙轮钻头和金刚石钻头。
1、刮刀钻头：刮刀钻头是旋转钻井中最早使用的一种钻头，其特点是结构简单，制造方便，适用于较软底层，机械钻速和钻头进尺较高，不适用于硬地层或软硬较错地层。
2，牙轮钻头；是使用最广泛的一种钻头。
牙轮钻头工作时切削齿交替接触井底，破岩扭矩小，切削齿与井底接触面积小，比压高，易吃入地层，工作刃总长度大，因而，减小了麽损。
牙轮钻头能适应从软到硬的多种地层。
牙轮钻头按牙轮的数量可分为单牙轮钻头，双牙轮钻头，三牙轮和四牙轮钻头。
3、金刚石钻头：是用金刚石材料作为切削刃的钻头。
金刚石钻头由刚体，胎体，水利结构（包括水眼或喷嘴，水槽亦称流道，排屑槽），保径，切削刃（齿）5部分组成。
金钻头按其形状可分为，双锥阶梯形，双锥形，B形，带泼纹B 形。
金刚石钻头是体形钻头，它没有牙轮钻头那样的活动部件，也没有结构薄弱环节，因而，它可以使用高的转速，适用于和高转速的井下动力钻具的一起使用，取得高的效益。
金刚石钻头结构设计，制造比较灵活，生产设备简单，因而，能满足非标准的异型尺寸井眼的钻井需要。
金刚石钻头使用正确时，耐麽且寿命长，适用于深井及研麽性地层使用。
金刚石钻头价格较高。
聚晶金刚石复合片（PDC）钻头：PDC钻头实际上就是微型切削片刮刀钻头。
因而，PDC 钻头的工作原理与刮刀钻头基本相同。
钻头在软到中硬地层以剪切方式破碎岩石，采用较小的钻压就能获得较高的机械钻速。
由于聚晶金刚石层极簿（1㎜左右），极硬，且比碳化钨衬底的耐麽性高100倍以上。
因此，在切削岩石过程中刃口能保持自锐。
锐利的刃口切入地层后，沿扭矩作用方向移动。
剪切岩石，充分利用了岩石剪切强度低的特点，适用于低钻压，高转速。
二、钻柱：钻柱是钻头以上，水龙头以下部分的刚管柱的总称，包括方钻杆，钻杆，钻铤，各种接头，稳定器，减震器，震击器等井下工具。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
粉管接头、转换接头。
锁接头( tool joint)-连接外丝钻杆的变丝接头副,用于立根间的连接。
接箍( coupling)—用于外丝钻杆单根间的连接件。
单根( single)—一根定尺长度的钻杆。
立根( stand)—由若干个单根组成的在升降工序中不拧卸的单元。
内出刃钻头。
钻探工具
提引工具( lifting tools)-升降钻具、套管用的悬挂工具。
拧卸工具( making-p/ breaking tools)—拧卸钻杆、钻具、套管等连接螺纹
打捞工具( fishing tools)-捞取或处理孔内事故的工
钻探管材
钻杆( drill rod, drill pipe)—用来传递破碎孔底岩石的动力并驱动孔内钻
改善钻杆柱受力工况。
加重钻杆( heavy weight drill rod)—与钻铤作用相同,常用钻铤与钻杆
之间。
套管( casing)—保护孔壁,隔离与封闭油、气、水层及漏失层的管材。
孔口管( conductor pipe)—开孔后下人钻孔中,用于导向及保护孔口的第
层套管。
岩心管( core barrel)—在岩心钻进中用于容纳及保护岩心的管件或管组。
钻杆柱( drill string)—由若干立根组成的管柱。其同义词为钻柱
碎岩工具
钻头( drill bit)—破碎孔底岩石石钻头配用,对孔壁进行修整以保持孔径
的专用工具。
牙轮钻头( rock bit)—依靠钻头基体上可转动的牙轮进行碎岩的钻头。
具、输送冲洗介质的金属管。
主动钻杆( drive pipe)—通过回转器,连接水龙头和孔内钻具的钻杆
绳索取心钻杆(wire- line drill rod)——内孔能通过绳索取心内管总成的
钻杆。
双壁钻杆(dual- wall drill pipe)—反循环取心(样)钻进用的由内外管组成
的钻杆
钻铤( drill collar)—位于钻杆柱下端的厚壁加重管,用作对钻头施加钻压,
钻粒钻头( shot drilling bit)—依靠拖动互不连接的碎岩材料(钻粒)破碎岩
石的钻头。
刮刀钻头( drag bit)—由若干翼片状刃具组成的碎岩钻头
冲击钻头( percussion bit)—靠冲击功破碎岩石的钻头
扩孔钻头( reaming bit)—扩大钻孔直径使用的钻头。
套管钻头( casing bit)—连接在套管柱下面,为强制下入套管疏导通路的无