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摘 要:钻探工程在施工的过程中对技术有着十分严格的要求,它主要是取出某一地区的岩矿样品对地下的情况予以更加全面的了解,从而更好的满足其他工程施工建设的具体标准和要求,在当前的社会发展中,资源储备已经无法充分的满足人们生产和生活的要求,地下勘探工作也显得越来越重要,这样一来也在一定程度上促进了钻探技术的改进和完善。
关键词:钻探工程;钻探设备;施工工艺;钻具
1 引言
钻探工程施工具有非常强的复杂性,在施工过程中,很多因素都会对其产生较大的影响,钻探工程施工技术设计质量对整个工程的施工效果有着十分明显的作用,因此我们在工程技术设计的过程中,一定要结合实际的情况,选择相对较为合理的施工技术方案,只有这样,才能更好的体现出其真正的价值。
2 工程概况
我国某地质大队发现一个世界级超大型斑岩铜矿床,预测远景总资源量大于1.0×107t,引起国内外的广泛关注和政府的高度重视。该矿区位于两个断裂之间,构造节理发育,岩石蚀变性强,岩石破碎,裂隙片理发育。主要岩层为闪长玢岩、斜长花岗玢岩。构造破碎,岩石可钻性8级。第一次设计钻孔46个,总进尺20210m。后经审定设计修改为钻孔48个,总进尺20520m,其中2个孔扩孔改成水文抽水实验孔。
3 钻探工程设备
在深层探矿的过程中,先进的钻探设备是一个非常重要的前提,钻探设备需要在不同的地质条件和地质环境下进行使用,在应用的过程中承受的载荷可能会有较大的差异,所以,钻机和水泵等设备的钻进条件能不能符合施工的标准和要求必须要经过严格的审核和计算才能确定。在当前施工的过程中,采用的多半是浅孔施工的形式,在施工中所应用的关键设备都能很好的满足施工的标准和要求,所以在浅孔施工的过程中可以不进行计算和校核。
4 钻具的材质
钻具材质通常就是指钻杆和钻具的具体质量。在钻进的过程中,钻具起到了传力的作用,所以如果在施工的过程中不能保证钻具材料的质量,就可能会出现钻桿或者是钻具质量方面的问题,所以在选择钻具的过程中,一定要充分的保证其屈服的强度相对较高,不容易出现弯曲或者是变形的现象,冲击的韧性相对也比较强,不容易出现折断或者是破裂的现象机具的耐久性和耐磨性一定要能够满足相关的标准和要求,表面的硬度也要处于相对较高的水平,同时在螺纹设计方面也要达到相关的标准和要求,连接性能在这一过程中也一定要能够得到有效的保证,不能出现炸裂或者是脱扣的问题。
5 钻探工程施工技术工艺
5.1 硬质合金钻进
合金钻进的过程中主要是要依靠镶嵌在钻头上的硬质地金属来对岩石进行有效的破碎处理,岩石虽然在性质方面存在着非常明显的不同,但是它都具备一定的强度和研磨性,在钻进的过程中,钻头的受力具有比较明显的复杂性,所以在这一过程中所使用的硬质合金必须要具备良好的耐磨性和抗弯性,成型的效果必须要能够满足施工的标准和要求。
5.2 硬质合金钻头
钻探过程中所使用的硬质合金钻头自身的结构合理性也会对钻进的效率和钻头的寿命产生非常大的影响,所以在施工设计的过程中,一定要合理的去选择合金钻头,按照实际的要求选择取芯钻头或者全面钻头。
5.3 合金钻进技术参数
5.3.1 钻压
相对比较合适的钻压能够保证钻机在运行的过程中钻头具有较强的耐久性,同时在这一过程中也能很好的保证机械正常的转速,在任何其他条件都恒定不变的状态下,钻速越大,钻压也会越大,转速的增大主要是因为钻头压力也在不断的增大,但是如果压力数值超过了一定的范围,就可能使得刀具出现折断的现象,软岩层当中也可能会出现相对较为严重的安全事故。
5.3.2 转速
在生产实践的过程中,在一定程度上去提升钻头转速的水平可以使得钻速得到显著的提升,但是如果超过了最佳数值之后,就可能会随着转速的增加而不断的降低,通常,在软岩层钻进的过程中就可以采用较高的钻速,而如果在硬度比较大的岩层当中进行钻进处理,就需要适当的降低钻速,这样才能更好的保证钻进的质量和效果。
5.3.3 冲洗液量
冲洗液量的大小应根据岩石性质和钻孔直径等因素而定。一般地,在软岩层中钻进因进尺快所产生的岩粉多而选择较大的冲洗液量;在岩石颗粒粗比重大的岩层钻进也应相应加大冲洗液量;在大直径孔、深孔钻进时,钻杆和孔壁渗漏多也应加大冲洗液量;而在松散、破碎地层钻进,为防止冲蚀岩心和冲垮孔壁,应选择较小的冲洗液量。
5.4 金刚石钻进
5.4.1 金刚石钻进的优点
与其他钻进方法相比,金刚石钻进一般具有钻进效率高、钻孔质量好、事故少、劳动强度低、成本低、应用范围广等优点。因此,目前大多数固体矿产勘探、水文工程地质勘探以及石油天然气勘探中广泛应用金刚石钻进技术。
5.4.2 金刚石钻头
金刚石钻头由金刚石、胎体、钻头体组成。金刚石:分底刃、边刃、侧刃金刚石。底刃用于克取岩石,要选择晶形较好的金刚石;边刃主要用于克取岩石并要保内外径。因此要选择质量最好的金刚石;侧刃仅用于保内外径,可选择较次质量的金刚石。
胎体:是钻头底部包镶金刚石的一圈假合金,采用粉末冶金法或电镀法制成各种需要的形状,用来包镶金刚石颗粒并牢固地与钻头体焊接在一起。胎体部分开有水口,供冲洗液流通之用。金刚石钻头胎体硬度一般在HRC20-50之间,要根据矿区岩性研磨性、破碎程度等因素来合理选择钻头胎体硬度。钻头体:钻头钢体部分,用中碳钢制作,上部车有丝扣,用来与扩孔器连接。
5.4.3 合理选择金刚石钻头与磨料
生产实践证明,金刚石钻头并非能全部顺利钻进各类岩石,在某些岩层中钻进钻速非常低甚至不进尺(如俗称的“打滑地层”)。因此,必须根据岩石的硬度、强度、研磨性、完整度进行合理的选择,做到钻头分层选用“对号入座”,以充分发挥金刚石钻进的优越性。如果选择不当,不但不能发挥其效能,相反会增加金刚石的消耗量使钻探成本增加、事故增多、效率低、质量差,因此必须在设计与实际工作中重视这项工作。
结束语
当前,我国的钻探工程在不断的发展,同时在很多方面都存在着较强的复杂性,孔内工程在运转的过程中存在着较强的多变性特征,钻探工程在施工的过程中也有可能会出现一些新的障碍和问题,针对这样的状况,我们必须要采取有效的措施加以改进,只有这样,我国钻探工程的质量才能得到显著的提升。
参考文献
[1]刘国生,殷辉.双代号时标网络计划在钻探工程中的应用[J].江西煤炭科技,2008(3).
[2]高藏英.标准化在钻探工程技术人员工作中的作用[J].中国集体经济,2009(10).
[3]四川华锋钻探工程有限责任公司[J].四川地质学报,2012(S2).
关键词:钻探工程;钻探设备;施工工艺;钻具
1 引言
钻探工程施工具有非常强的复杂性,在施工过程中,很多因素都会对其产生较大的影响,钻探工程施工技术设计质量对整个工程的施工效果有着十分明显的作用,因此我们在工程技术设计的过程中,一定要结合实际的情况,选择相对较为合理的施工技术方案,只有这样,才能更好的体现出其真正的价值。
2 工程概况
我国某地质大队发现一个世界级超大型斑岩铜矿床,预测远景总资源量大于1.0×107t,引起国内外的广泛关注和政府的高度重视。该矿区位于两个断裂之间,构造节理发育,岩石蚀变性强,岩石破碎,裂隙片理发育。主要岩层为闪长玢岩、斜长花岗玢岩。构造破碎,岩石可钻性8级。第一次设计钻孔46个,总进尺20210m。后经审定设计修改为钻孔48个,总进尺20520m,其中2个孔扩孔改成水文抽水实验孔。
3 钻探工程设备
在深层探矿的过程中,先进的钻探设备是一个非常重要的前提,钻探设备需要在不同的地质条件和地质环境下进行使用,在应用的过程中承受的载荷可能会有较大的差异,所以,钻机和水泵等设备的钻进条件能不能符合施工的标准和要求必须要经过严格的审核和计算才能确定。在当前施工的过程中,采用的多半是浅孔施工的形式,在施工中所应用的关键设备都能很好的满足施工的标准和要求,所以在浅孔施工的过程中可以不进行计算和校核。
4 钻具的材质
钻具材质通常就是指钻杆和钻具的具体质量。在钻进的过程中,钻具起到了传力的作用,所以如果在施工的过程中不能保证钻具材料的质量,就可能会出现钻桿或者是钻具质量方面的问题,所以在选择钻具的过程中,一定要充分的保证其屈服的强度相对较高,不容易出现弯曲或者是变形的现象,冲击的韧性相对也比较强,不容易出现折断或者是破裂的现象机具的耐久性和耐磨性一定要能够满足相关的标准和要求,表面的硬度也要处于相对较高的水平,同时在螺纹设计方面也要达到相关的标准和要求,连接性能在这一过程中也一定要能够得到有效的保证,不能出现炸裂或者是脱扣的问题。
5 钻探工程施工技术工艺
5.1 硬质合金钻进
合金钻进的过程中主要是要依靠镶嵌在钻头上的硬质地金属来对岩石进行有效的破碎处理,岩石虽然在性质方面存在着非常明显的不同,但是它都具备一定的强度和研磨性,在钻进的过程中,钻头的受力具有比较明显的复杂性,所以在这一过程中所使用的硬质合金必须要具备良好的耐磨性和抗弯性,成型的效果必须要能够满足施工的标准和要求。
5.2 硬质合金钻头
钻探过程中所使用的硬质合金钻头自身的结构合理性也会对钻进的效率和钻头的寿命产生非常大的影响,所以在施工设计的过程中,一定要合理的去选择合金钻头,按照实际的要求选择取芯钻头或者全面钻头。
5.3 合金钻进技术参数
5.3.1 钻压
相对比较合适的钻压能够保证钻机在运行的过程中钻头具有较强的耐久性,同时在这一过程中也能很好的保证机械正常的转速,在任何其他条件都恒定不变的状态下,钻速越大,钻压也会越大,转速的增大主要是因为钻头压力也在不断的增大,但是如果压力数值超过了一定的范围,就可能使得刀具出现折断的现象,软岩层当中也可能会出现相对较为严重的安全事故。
5.3.2 转速
在生产实践的过程中,在一定程度上去提升钻头转速的水平可以使得钻速得到显著的提升,但是如果超过了最佳数值之后,就可能会随着转速的增加而不断的降低,通常,在软岩层钻进的过程中就可以采用较高的钻速,而如果在硬度比较大的岩层当中进行钻进处理,就需要适当的降低钻速,这样才能更好的保证钻进的质量和效果。
5.3.3 冲洗液量
冲洗液量的大小应根据岩石性质和钻孔直径等因素而定。一般地,在软岩层中钻进因进尺快所产生的岩粉多而选择较大的冲洗液量;在岩石颗粒粗比重大的岩层钻进也应相应加大冲洗液量;在大直径孔、深孔钻进时,钻杆和孔壁渗漏多也应加大冲洗液量;而在松散、破碎地层钻进,为防止冲蚀岩心和冲垮孔壁,应选择较小的冲洗液量。
5.4 金刚石钻进
5.4.1 金刚石钻进的优点
与其他钻进方法相比,金刚石钻进一般具有钻进效率高、钻孔质量好、事故少、劳动强度低、成本低、应用范围广等优点。因此,目前大多数固体矿产勘探、水文工程地质勘探以及石油天然气勘探中广泛应用金刚石钻进技术。
5.4.2 金刚石钻头
金刚石钻头由金刚石、胎体、钻头体组成。金刚石:分底刃、边刃、侧刃金刚石。底刃用于克取岩石,要选择晶形较好的金刚石;边刃主要用于克取岩石并要保内外径。因此要选择质量最好的金刚石;侧刃仅用于保内外径,可选择较次质量的金刚石。
胎体:是钻头底部包镶金刚石的一圈假合金,采用粉末冶金法或电镀法制成各种需要的形状,用来包镶金刚石颗粒并牢固地与钻头体焊接在一起。胎体部分开有水口,供冲洗液流通之用。金刚石钻头胎体硬度一般在HRC20-50之间,要根据矿区岩性研磨性、破碎程度等因素来合理选择钻头胎体硬度。钻头体:钻头钢体部分,用中碳钢制作,上部车有丝扣,用来与扩孔器连接。
5.4.3 合理选择金刚石钻头与磨料
生产实践证明,金刚石钻头并非能全部顺利钻进各类岩石,在某些岩层中钻进钻速非常低甚至不进尺(如俗称的“打滑地层”)。因此,必须根据岩石的硬度、强度、研磨性、完整度进行合理的选择,做到钻头分层选用“对号入座”,以充分发挥金刚石钻进的优越性。如果选择不当,不但不能发挥其效能,相反会增加金刚石的消耗量使钻探成本增加、事故增多、效率低、质量差,因此必须在设计与实际工作中重视这项工作。
结束语
当前,我国的钻探工程在不断的发展,同时在很多方面都存在着较强的复杂性,孔内工程在运转的过程中存在着较强的多变性特征,钻探工程在施工的过程中也有可能会出现一些新的障碍和问题,针对这样的状况,我们必须要采取有效的措施加以改进,只有这样,我国钻探工程的质量才能得到显著的提升。
参考文献
[1]刘国生,殷辉.双代号时标网络计划在钻探工程中的应用[J].江西煤炭科技,2008(3).
[2]高藏英.标准化在钻探工程技术人员工作中的作用[J].中国集体经济,2009(10).
[3]四川华锋钻探工程有限责任公司[J].四川地质学报,2012(S2).