發(fā)布時間：2014-07-14所屬分類：科技論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要：我們在使用鉆探施工前要依據(jù)施工條件、地質(zhì)特點，對鉆孔結(jié)構(gòu)進行確定。所謂的鉆孔結(jié)構(gòu)就是鉆孔本身口徑的改變，在鉆探過程中每一次換徑都伴隨著一次鉆孔結(jié)構(gòu)的變化，換徑越頻繁，鉆孔的結(jié)構(gòu)變化就越復雜;換徑次數(shù)越少，鉆孔的結(jié)構(gòu)就越簡單。 關(guān)鍵詞：
摘要：我們在使用鉆探施工前要依據(jù)施工條件、地質(zhì)特點，對鉆孔結(jié)構(gòu)進行確定。所謂的鉆孔結(jié)構(gòu)就是鉆孔本身口徑的改變，在鉆探過程中每一次換徑都伴隨著一次鉆孔結(jié)構(gòu)的變化，換徑越頻繁，鉆孔的結(jié)構(gòu)變化就越復雜;換徑次數(shù)越少，鉆孔的結(jié)構(gòu)就越簡單。
關(guān)鍵詞：鉆探工程,施工技術(shù),設(shè)計
一、前言
隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，鉆探工程施工技術(shù)也在不斷的改進，所說的鉆探工程主要是指利用鉆探設(shè)備，選擇一定的位置由表向里鉆入一定的深度，將地殼內(nèi)的礦樣取出，通過一定的分析確定地下礦物質(zhì)的成分，確定礦藏的種類。也可將作為工程的需要而進行的鉆探。隨著鉆探技術(shù)的發(fā)展和鉆入的深度增加，對相關(guān)的設(shè)備提出了更高的要求。根據(jù)不同的地質(zhì)條件對鉆具的材質(zhì)、施工工藝都有不同的要求。下面就對相關(guān)的施工工藝和相關(guān)設(shè)備的技術(shù)要求進行分析。
二、鉆探工程設(shè)備的選擇
科學技術(shù)水平的快速發(fā)展，使得科技在各個行業(yè)得到普遍應用。近些年，隨著人們對地下物質(zhì)的勘探工作的不斷加深，鉆探工程得到了快速的發(fā)展，鉆探技術(shù)水平也在快速提升。在鉆探工程施工過程中的技術(shù)要求，是施工順利進行的根本保證。有了先進的施工技術(shù)，不但能夠提高施工速度，還能夠提高施工質(zhì)量。本文就鉆探工程施工技術(shù)設(shè)計要求進行簡單的闡述和分析，希望能夠?qū)︺@探工程的施工提供一定的借鑒和指導作用。
在鉆探施工前要根據(jù)不同的地質(zhì)條件、選用的施工方法、鉆孔的設(shè)計深度、需要鉆出的直徑等具體情況對工程設(shè)備進行選擇。在鉆探過程中主要使用的設(shè)備有鉆機、鉆塔及擰管機、水泵、攪拌機、動力機、照明發(fā)電機等，鉆機的選擇在鉆探過程中最重要，因此，在我們進行鉆孔前都要對其進行計算，以便設(shè)備的參數(shù)能滿足鉆探工作的需要，達到最佳的經(jīng)濟技術(shù)要求。
三、鉆孔結(jié)構(gòu)的確定
我們在使用鉆探施工前要依據(jù)施工條件、地質(zhì)特點，對鉆孔結(jié)構(gòu)進行確定。所謂的鉆孔結(jié)構(gòu)就是鉆孔本身口徑的改變，在鉆探過程中每一次換徑都伴隨著一次鉆孔結(jié)構(gòu)的變化，換徑越頻繁，鉆孔的結(jié)構(gòu)變化就越復雜;換徑次數(shù)越少，鉆孔的結(jié)構(gòu)就越簡單。換徑的次數(shù)和當?shù)氐牡刭|(zhì)條件、鉆孔深度有直接影響。終孔直徑是設(shè)計鉆孔結(jié)構(gòu)的先決條件，以此為依據(jù)根據(jù)地層的復雜程度等因素，從下向上推算。影響終孔直徑選擇的因素是多樣的，比如鉆頭型式、鉆進方法、地質(zhì)要求、鉆孔用途、孔內(nèi)測井儀器和裝置的規(guī)格、鉆機動力容量等。通常情況下，在滿足鉆進至給定深度和取樣的要求下，鉆孔直徑盡可能小;但在新區(qū)上鉆或地層復雜的地方上鉆，終孔直徑宜選大些，以便于在可能發(fā)生事故時留有備用口徑。
四、沖洗液的選擇
目前在鉆探過程中使用的沖洗液主要有泥漿、清水、乳狀液和空氣四種類型。在鉆探過程中使用沖洗液主要能起到對孔低的清洗，在鉆探過程中沖洗液可以將在鉆探過程中產(chǎn)生的礦石粉末進行潤濕后帶到地表面;對鉆頭的冷卻，在鉆探的過程中由于鉆頭的高速運轉(zhuǎn)，鉆頭和礦石會產(chǎn)生一定的摩擦，生產(chǎn)大量的熱量，沖洗液可以降低鉆頭的溫度;對鉆頭進行潤滑，減少鉆具的振動，在鉆探過程中沖洗液可以直接作用在鉆頭和礦石的中間，能起到潤滑鉆頭的作用;同時，沖洗液還能形成泥皮，保護孔壁;輸送巖心和傳遞動力等作用。因此，在鉆探過程中對沖洗液的選擇就顯得十分的重要。
我們在進行鉆探工程施工時要根據(jù)不同的地質(zhì)條件和施工工藝選用不同的沖洗液來進行沖洗，一般情況下對于地質(zhì)比較穩(wěn)定，礦石結(jié)構(gòu)又相當?shù)闹旅芸梢赃x擇使用清水進行沖洗。對于松散、掉塊、裂隙或遇水膨脹地層，首選不分散低固相泥漿，也可選淡水泥漿或鈣處理泥漿進行沖洗。對于易溶解的礦層(如巖鹽等)，為保護礦心，防止沖蝕孔壁，應選用鹽水泥漿進行沖洗。需要使用金剛石鉆進，應選用聚丙烯酰胺不分散低固相泥漿、乳化泥漿作沖洗液。實際工作當中，大多情況下用清水與不分散低固相泥漿。
五、鉆進方法
目前巖心鉆探工作中，一般根據(jù)各礦區(qū)地層巖石力學特性、結(jié)構(gòu)與構(gòu)造，結(jié)合鉆探設(shè)備與護壁堵漏措施等因素，常采用合金與金剛石分層鉆進的方法。一般地，開孔采用合金鉆進至完整巖面3至5米，然后擴孔下孔口管隔離上部松散層、覆蓋層等不穩(wěn)定地層，然后改用金剛石鉆進至終孔。
1、合金鉆頭
合金鉆進是靠固定在鉆頭體上的硬質(zhì)合金來破碎巖石的，而各種巖石都具有一定的強度和研磨性，鉆進時鉆頭上受力也很復雜，因此，所使用的硬質(zhì)合金應具有如下性能：
1.1、硬度大且耐磨性強。便于鉆頭能有效地切入或壓入巖石，并能抵抗巖石對硬質(zhì)合金的磨蝕作用。
1.2、抗彎強度大且韌性好。便于能承受破碎巖石過程中各種變化的負荷而不至于崩刃和碎裂。
1.3、熱硬性好而導熱性高。鉆進中孔底會產(chǎn)生很高的溫度，因此要求較高的熱硬性，而且在沖洗液中易于釋放熱量。
1.4、成型性好，容易鑲焊在鉆頭體上。地質(zhì)勘探用的硬質(zhì)合金主要是鎢鈷合金，這類合金其性能滿足上述要求。
1.5、合金鉆進的技術(shù)參數(shù)主要包括鉆壓、轉(zhuǎn)速和沖洗液量。它們對鉆進效率、鉆孔質(zhì)量、磨料消耗、施工安全等直接有關(guān)系。在操作過程中，應根據(jù)巖石的物理機械性質(zhì)、鉆頭結(jié)構(gòu)、鉆探設(shè)備和鉆具的可能性以及鉆孔質(zhì)量要求等條件來合理掌握，并通過實踐當中進行修正、總結(jié)出適合礦區(qū)的最優(yōu)鉆進技術(shù)參數(shù)。
2、金剛石鉆進
2.1、金剛石鉆頭
在這里我們要了解和掌握金剛石鉆頭的組成、類型和規(guī)格及其結(jié)構(gòu)等知識，才能在進行設(shè)計或?qū)彶樵O(shè)計時對礦區(qū)所選擇使用的鉆頭是否合理做出一個評價。
鉆頭的組成：由三個部分組成，即金剛石、胎體、鉆頭體。
金剛石：分底刃、邊刃、側(cè)刃金剛石。底刃用于克取巖石，要選擇晶形較好的金剛石;邊刃主要用于克取巖石并要保內(nèi)外徑。因此要選擇質(zhì)量最好的金剛石;側(cè)刃僅用于保內(nèi)外徑，可選擇較次質(zhì)量的金剛石。
胎體：是鉆頭底部包鑲金剛石的一圈假合金，采用粉末冶金法或電鍍法制成各種需要的形狀，用來包鑲金剛石顆粒并牢固地與鉆頭體焊接在一起。胎體部分開有水口，供沖洗液流通之用。金剛石鉆頭胎體硬度一般在hrc20—50之間，要根據(jù)礦區(qū)巖性研磨性、破碎程度等因素來合理選擇鉆頭胎體硬度。
鉆頭體：鉆頭鋼體部分，用中碳鋼制作，上部車有絲扣，用來與擴孔器連接。
2.2、金剛石鉆進的優(yōu)點：與其它方法相比具有如下優(yōu)點：在鉆探過程匯總鉆進效率高;鉆孔質(zhì)量好;在鉆探過程中事故少;勞動強度低;鉆探成本比較低;鉆探的應用范圍比較廣。因此，目前大多數(shù)固體礦產(chǎn)勘探、水文工程地質(zhì)勘探以及石油天然氣勘探中廣泛應用金剛石鉆進技術(shù)。
2.3金剛石鉆進技術(shù)參數(shù)
在正確選擇金剛石鉆頭的情況下，金剛石鉆進效率取決于鉆進規(guī)程參數(shù)的合理調(diào)節(jié)，即鉆頭軸向載荷、鉆頭轉(zhuǎn)速和沖洗液量。許多可變因素對規(guī)程參數(shù)均有直接影響，如巖石物理機械性質(zhì)、鉆頭類型、鉆孔直徑和深度、所用設(shè)備與鉆具等。金剛石鉆進所采用的是以高轉(zhuǎn)速為主體的鉆進規(guī)程，轉(zhuǎn)速參數(shù)的變化影響鉆進效果非常明顯。評價所選擇的鉆進規(guī)程的合理性，主要是根據(jù)鉆速、鉆頭進尺和單位進尺金剛石的消耗量(克拉/米)，其中以單位進尺金剛石消耗量和鉆頭進尺尤為重要。在實際工作中應結(jié)合以下的分別論述根據(jù)礦區(qū)地層巖性特點和選擇的設(shè)備、孔徑和深度等因素，綜合選定出自己所在礦區(qū)施工的技術(shù)參數(shù)范圍，而不是盲目在設(shè)計中套用規(guī)程參數(shù)。
六、結(jié)束語
隨著科學技術(shù)的不斷進步和生活水平的不斷提高，人們對地下礦藏的需求量在不斷的增加，這就需要我們不斷的對鉆探工程施工技術(shù)進行研究，以便能達到更深的鉆探需要，減少在鉆探工程施工過程中各種事故的產(chǎn)生。在鉆探工程施工過程中我們可以不斷采用新的設(shè)備、技術(shù)和工藝對整個鉆探過程進行詳細的計算和控制，做到鉆探工作的準確性，提高鉆探的工作的效率，為鉆探工作的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。
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