鑽探方法

鑽探方法

鑽探是一種最直接的隱蔽致災因素探查技術,它具有精度高、直觀性強、適應面寬等優點,在構造探測、老空區探測、探放水、瓦斯泄壓、火區探測以及其他隱蔽致災因素探查中發揮著越來越重要的作用。

基本介紹

  • 中文名:鑽探方法
  • 外文名:Drilling method
  • 定義:直接的隱蔽致災因素探查技術
  • 特點:精度高、直觀性強
  • 功能:隨鑽測斜、實時糾偏
  • 學科:土木工程
概述,基本原理,方法分類,主要用途,

概述

鑽探是一種最直接的隱蔽致災因素探查技術,它具有精度高、直觀性強、適應面寬等優點,在構造探測、老空區探測、探放水、瓦斯泄壓、火區探測以及其他隱蔽致災因素探查中發揮著越來越重要的作用。
目前,煤礦井下鑽探技術由常規迴轉鑽進技術向定向鑽進技術發展,地面與井下聯合探查技術已經形成,無論是地面鑽機還是井下鑽機都實現了“隨鑽測斜、實時糾偏”的功能,滿足了隱蔽致災因素探查、驗證與治理的技術需求。

基本原理

鑽探是利用鑽機、鑽具和一整套工藝措施,在地層內鑽鑿出圓柱形-手b4L,取出岩礦樣品,探明礦產的賦存狀態和分布規律,或者實現其他地質和技術的目的。鑽探也是通過一系列的沒備和儀器直接作用於岩石上,形成鑽孔的過程,破碎岩石是鑽探生產過程的主要工序,因此掌握岩石的性質和破碎機理,對加快和改善鑽探工作具有重要意義。
目前,鑽探過程中多使用機械法破碎岩石,通過施加不同的外力使岩石的一部分從整體上分離下來,從最早的迴轉鑽進,逐步發到衝擊鑽進、衝擊一迴轉鑽進等鑽進方法。隨著需求的日益增大,鑽探技術也由常規鑽進技術向定向鑽進技術發展,採用一些科學的人為可控的技術方法與機具有目的地控制鑽孔軌跡,鑽進到目標儲層。同時也在定向儀器中增加了感測器,除井斜角、方位角以外還可以測量地層的電阻率和伽馬射線,通過無線傳輸系統把這些數據從鑽頭附近傳到地面系統,從而更精確地引導鑽頭穿過薄層和複雜地層。

方法分類

鑽探方法按照施工的空間分為地面鑽探技術和井下鑽探技術,按照鑽進方法分為常規鑽進技術和定向鑽進技術。
1.地面鑽探技術
地面鑽探技術由於不受空問限制,可以採用大型車載鑽機或井架作為提升系統,起下鑽具、下套管以及控制鑽壓、送鑽等;泥漿泵、高壓泥漿管線、水龍帶、水龍頭、鑽柱以及泥漿固控設備等組成泥漿循環系統,用來維持泥漿循環,對井底進行沖洗,將注人的高壓泥漿能量傳遞給井底;此外,還包括動力和控制系統等。
2.井下鑽探技術
井下鑽探技術由於受到空間限制,多採用分體式的小型鑽機,即將泵站、主機和操作台分開,以方便在狹窄巷道內搬遷、運輸;隨著巷道掘進的現代化,大斷面巷道可以滿足整體式履帶鑽機的運輸,其驅動扭矩較分體式鑽機有大幅度提高,因此鑽孔深度也成倍增加。
3.常規鑽進技術
常規鑽進技術是利用鑽機迴轉器轉動鑽頭來破碎孔底岩石的鑽進方法?它適用於各類地層,鑽進各種角度、不同深度和口徑的鑽孔,是常用的鑽進方法。按鑽頭的磨料性質和鑽頭形狀,又可分為硬質合金鑽進、金剛石鑽進、鑽粒鑽進、刮刀鑽進和牙輪鑽進;按動力設定位置,可分為地面動力迴轉鑽進和孔底動力鑽進;按破碎岩石所形成的孔底形狀,分為全面鑽進和環狀(取心)鑽進。
4.定向鑽進技術
定向鑽進技術是指利用自然造斜規律,採取人工造斜手段,或者兩者並用,使鑽孔按照預定軌跡延伸,達到預定目標的鑽進方法。
定向鑽進技術按孔身軌跡的不同,可分為平面彎曲定向鑽孔和空間彎曲定向鑽孔。平面彎曲定向鑽孔即孔身軌跡在某一垂直平面或傾斜平面內只有頂角和方位角單獨變化的鑽孔。空間彎曲定向鑽孔即孔身軌跡某段在某一曲面內既有頂角變化又有方位角變化的鑽孔。按鑽孔結構形態分,可分為單孔底定向鑽孔和多孔底定向鑽孔。單孔底是指只有主孔而無分支孔的定向鑽孔,多孔底是指既有主孔又有分支孔的定向鑽孔。

主要用途

鑽探技術的主要用途有以下幾個方面:
(1)地質勘探:普查找礦鑽探;礦產勘探鑽探;水文地質鑽探;工程地質鑽探。
(2)資源開發:水井鑽探;石油(天然氣)鑽探;鹽井鑽探。
(3)煤礦鑽探:地質勘探、瓦斯抽放、探排放水、錨桿錨索施工與應急救援。
(4)工業鑽探:加固建築物的基樁孔;建大橋的大直徑(橋墩施工用空間)鑽孔。

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