二、钻机的类型
用于岩心钻探的钻机分为：机械式钻机(包括立轴式钻 机和转盘钻机)、全液压钻机。
当然还有旋挖钻机、车装钻机、履带式钻机。
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(二)钻探方法的分类
1、根据钻进时取心的特点分类——岩心钻探和不取心 (无岩心、无心、全面)钻探。
2、根据钻孔用途分类——按钻探的应用范围分出相应 类型。
3、根据钻孔中心线的倾角和方位角分类——垂直孔(上、 下垂)、下斜孔、上仰孔、水平孔。
4、根据钻孔位置的分类——地表钻探、水上(河、湖、 海)钻探、地下坑道钻探。
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四、钻探工程的应用范围和分类
(二)钻探方法的分类
5、根据钻孔布置方法分类——丛状钻探 (图2.2)、多井 筒钻探(图2.3)、多孔底钻探 (图2.4)。
图2.2 丛状布孔
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图2.3 多井筒布孔 图2.4 多孔底布孔
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四、钻探工程的应用范围和分类
③第三阶段——小口径深井钻凿工艺的完善和提高时 期(明清)。
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2、近代与现代钻探发展过程
①钻探工程用途越来越广，钻探工程量逐年上升(局 部时期徘徊或下降)；
②钻探设备种类越来越多，功能更多，性能更佳； ③钻头等钻具品种种类越来越全，性能越来越优； ④钻进方法越来越多，越来越先进； ⑤中国与发达国家在钻探领域的技术差距较大。
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2.2 钻探设备
2.2.1 钻 机 2.2.2 泥 浆 泵 2.2.3 动 力 机 2.2.4 钻塔及其附属设备 2.2.5 其它设备
2.2.1 钻 机
一、钻探工艺对钻机功能的基本要求
1、提供使钻杆柱及碎岩钻具(钻头)破岩所需的回转动力； 2、提供钻具克入岩石的压力，并能调节； 3、具有起下钻具的能力。
(二)钻探方法的分类
6、根据破岩形式分类 (1)物理方法破岩：①高温（1400℃～3500℃）、高压
（200~250MPａ）破岩；②用超声波和低声波破岩； ③用爆破、高压水射流等方法破岩。 (2)化学方法破岩：此法使用较少，如溶解、软化岩石 等。 (3)机械方法破岩：使用最为广泛，其分类如图2.5所示。
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(二)钻探方法的分类 7、根据钻进使用的冲洗液分类 清水钻进； 乳化液钻进； 泥浆钻进(含加重泥浆)； 饱和盐溶液钻进(钻盐井，以防溶解岩心和孔壁)； 空气钻进； 泡沫钻进； 雾化钻进； 充气泥浆钻进(降低泥浆比重，以防漏失)。
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冲击钻进
手动冲击钻进
机械冲击钻进 手动回转钻进
冲击器钻进 钻机钻进
液动冲击器钻进 风动冲击器钻进
硬质合金钻进
回转钻进 机械回转钻进 钻粒钻进 金刚石钻进
转盘钻进 深井回转钻进
涡轮钻进
螺旋钻进 其它 震动钻进
井底发动机钻进 螺杆钻进 电钻进
冲击回转钻进
图2.5 机械破碎岩石的钻探方法分类
①第一阶段——大口径浅井时期：从公元前255年至 公元1040年(自秦至宋初)。
李冰任蜀郡太守后，率领人民兴修都江堰工程的过程 中，发现了多处盐泉，通过认真考察，初步掌握了水文地 质条件，并创造性地运用大口径水井开凿方法，成为了开 凿我国第一口盐井的开拓者。
②第二阶段——小口径深井发明与推广时期：公元 1041－1048年(北宋庆历年间)。
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四、钻探工程的应用范围和分类
(一)应用范围
1、地质勘探：普查找矿钻探；矿产勘探钻探；水文地质钻探； 工程地质钻探。
2、开采矿产资源钻探：打水井；石油(天然气)钻探；盐井钻 探。
3、煤矿井下钻探：地质勘探钻探；瓦斯抽放钻探；排放水钻 探；锚杆锚索钻探；救援钻探。
4、工业钻探：加固建筑物的基桩孔；建大桥的大直径(桥墩施 工用空间)钻孔；以测量地面沉降精确变比资料的标孔；加 固水坝、防漏水的防渗漏墙；利用钻孔灌注水泥防治地质灾 害(地面锚索、杆孔)；铺设管道、电缆的技术孔；矿山的竖 井、通风井及多种辅助井；代替开挖隧道打大断面的地下坑 道；用于军事，如导弹的发射井。
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图2.1 钻探现场布置全貌图
1-钻头；2-岩心；3-岩心管；4-异径接头；5-钻杆柱；6-固定空口管；7-钻机；8-回转器； 9-卡盘；10-提引水龙头；11-游动滑车；12-游动钢绳；13-天车；14-钻塔；15-钻机房；
16-升降机；17-高压胶管；18-泵；19-电动机；20-循环槽；21-沉淀池；22-泥浆池； 23-吸水管；24-拉力表；25-出水管
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三、钻探施工过程
1、钻孔的概念
钻孔是从地表(或坑道中)向岩石中开凿的圆形断 面的空间，一般具有较小的直径和较大的深度。直径 在25～500mm之间，称为钻孔。钻孔的深度从数厘米 到数千米，目前的钻孔深度已超过10000m。
钻孔包括孔口、孔底、孔壁。
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三、钻探施工过程
2、钻探施工的主要工序
钻进现场布置图见图2.1所示。 钻进按下列工序进行： 用升降机把钻具下入孔内； 连接好所有接头，开泵； 给钻具加压，并带动其回转，破碎岩石； 提钻取心或更换钻具； 下钻继续钻进； 钻进一段时间后及时测斜； 提出全套钻具，停钻； 封孔。
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Hale Waihona Puke (二)钻探方法的分类 8、根据冲洗液循环方式分类
冲洗液正 循环钻进
全孔反循 冲洗液反 环钻进 循环钻进 孔底局部反
循环钻进
钻孔冲洗液的循环方式
示意图如图2.6所示。
图2.6 钻孔冲洗液的循环方式
a-全孔正循环；b-全孔反循环；c-孔底局部反 循环.1-来自泵；2-往冲洗液沉淀系统
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第二章 钻探设备与工艺
2.1 钻探方法的选择 2.2 钻探设备 2.3 钻探工艺
2.1 钻探方法的选择
一、钻探工程的定义
钻探工程是用一定的工具，在地壳内按着 一定的工艺破碎岩土体并取岩土试样的整个过 程，这项工程的结果即地壳内的钻孔。
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二、钻探工程的发展简史
1、中国古代盐井钻凿技术发展时期