红丫口煤矿zk33钻探施工设计暨s75绳钻接手易损情况探讨 勘察技术与工程毕业论文.docx

红丫口煤矿zk33钻探施工设计暨s75绳钻接手易损情况探讨 勘察技术与工程毕业论文.docx

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红丫口煤矿zk33钻探施工设计暨s75绳钻接手易损情况探讨勘察技术与工程毕业论文

云南省罗平县红丫口煤矿ZK3-3钻探施工设计暨S75绳钻接手易损情况探讨

摘要

钻探施工设计直接关系到钻探工程的质量、效率、费用以及施工安全。

对于工艺和地层复杂的钻孔，钻探施工更需精心设计。

云南省罗平县红丫口煤矿勘探项目钻孔多，而本论文取其中一个钻孔深入地对钻探施工、钻进工艺、工程质量、施工管理以及成本预算等做了设计和计算。

同时针对钻进过程中钻杆接手易发磨损断裂的问题进行了深入的探讨，主要从接手的结构，受力状态及计算，接手的材料和接手的表面硬化处理等方面做出了分析。

关键词：

钻探施工设计接手热裂

LuopingCounty，YunnanProvinceHongyakoudesignofdrillingincoalmineandS75ropedrillconnectionbeeasily damaged

Abstract:

Drillingconstructionanddesignaredirectlyrelateddrillingengineeringquality,efficiency,costandconstructionsafety.Forprocessandformationofcomplexdrilling,drillingmoreelaboratedesign.LuopingCountyinYunnanprovinceredmouthdrillingcoalexplorationproject,andthispapertakeadrillingdepthofdrilling,drilling,constructionqualityandconstructionmanagement,anddesignandcalculationofcostestimatesdid.

Tookoverthepronetowearbothduringdrillingdrillpipebreakhadadeepdiscussionofissues,mostlyfromtookoverthestructure,stressandthecalculated,whopickedupmaterialsandtakeovertheanalysisofsurfacehardeningtreatmenthasmade.

Keywords:

drillingdesign，takeover，thermalcracking

第一章前言

1.1煤田地质钻探技术现状

随着钻探设备、工艺的不断改进，钻探人员技能的不断提高，煤田地质钻探也开始逐渐使用各种新的技术和装备，比如绳索取芯技术、潜孔锤钻进技术和新泥浆体系等，使得在钻进速度和质量上都有快速的提升。

但同时由于煤田地层情况的复杂性，还存在许多问题需解决：

（1）钻探施工组织管理跟不上时代发展，在与市场接轨后，显现出效率低、效益差等问题；

（2）配套设备的研制根本上施工的需求，造成大量工程的施工无法以最优方式进行，效率低，事故频发，成本过高；

（3）钻探施工技术人员素质较差，受过专业培训的人员较少，使得许多技术无法按规程实现，管理效率低下；

1.2设计的主要内容

本设计结合云南省罗平县红丫口煤矿勘探项目，包括以下几个方面的内容：

（1）钻孔施工设计，包括钻孔结构设计、施工流程设计、设备选择和机场布置等；

（2）工艺设计，包括钻进工艺、钻井液工艺等；

（3）钻孔工程质量设计，包括钻孔弯曲测量与预防、取芯方法等；

（4）施工组织设计，包括组织结构、人员配置等。

1.3选题意义

钻杆是勘探施土的必备土具。

近年来，随着我国地质勘探事业的发展，钻探土作量的逐年增多，钻杆用量越来越大，作为关键连接部件的钻杆接头的用量更是逐年增加。

我队在钻杆加土、钻探施土及钻杆维修过程中的统计数字表明，约60%的钻杆失效事故发生在关键连接部位钻杆接头处。

钻杆接头作为钻杆的连接部件，在钻进过程中需经常拧卸，需要承受拉伸、扭转、弯曲、振动、冲击等多种复杂载荷的作用，这就要求接头必须具有较高的强度和良好的韧性。

但因加土螺纹，又使其强度降低。

2009年，在邯郸三陵乡煤矿施土中，在钻孔近1200m时一，由十接头断裂致使该孔报废损失60多万。

所以，研究钻杆接头螺纹部位失效机理，研究提高接头质量，对减少接头早期失效事故，提高钻井效率和节约钻探成本具有十分重要的意义。

1.4专题介绍

由于本钻探工程中钻杆接手经常发生磨损断裂，而且在本地区先前的钻进过程中，这一问题造成了大量损失，于是专题探讨了影响钻杆接手失效的因素，分析了接手磨损断裂产生危害的原因，对其产生危害的全过程进行了解析，探讨了在各个环节抑制其产生作用的方法。

影响钻杆接头失效的因素比较复杂，包括结构设计、制造工艺以及操作工艺等因素。

本文对影响钻杆接手的各种因素进行了深入的分析探讨，并给出了个人的观点和建议。

第2章矿区概况及工程施工要求

2.1矿区位置及水电情况

（1）矿区位置

勘查区位于罗平县城300°方向，直距约12km，地处罗平县九龙镇境内。

东起大寨村、得来克，西止红丫口；北起小阿启村民小组，南止鲁邑村。

其地理坐标：

北纬24°56′15″~24°58′45″，东经104°11′12″~104°12′57″。

查区南北长约4.42km，东西宽约2.73km，面积为12.06km2，由8个拐点坐标圈定，见表2-1。

红丫口勘查区（合并后）拐点坐标一览表表2-1

拐点编号

大地坐标

北京54坐标

西安80坐标

经度

纬度

横坐标（X）

纵坐标（Y）

横坐标（X）

纵坐标（Y）

1

104°11′12″

24°58′15″

2763118

35417955

2763059

35417875

2

104°11′42″

24°58′15″

2763113

35418797

2763054

35418717

3

104°11′42″

24°58′45″

2764036

35418802

2763977

35418722

4

104°12′42″

24°58′45″

2764026

35420485

2763967

35420405

5

104°12′42″

24°57′45″

2762180

35420474

2762121

35420394

6

104°12′57″

24°57′45″

2762181

35420895

2762122

35420815

7

104°12′57″

24°56′15″

2759489

35420895

2759430

35420815

8

104°11′12″

24°56′15″

2759498

35417936

2759439

35417856

（2）水电情况

矿区无电，有水源，水源距钻场垂直高差20m。

2.2、交通

区内有小阿启~撒召~鲁邑~牛街近南北向简易乡村公路穿越，在牛街附近与罗平~曲靖公路相连，北西约110km可至曲靖市；西南约5km可至罗平县城，约220km可至昆明。

南（南宁）~昆（昆明）铁路从罗平县城区通过，并设有客、货车站。

总的来说，区内交通较为便利，为未来矿井煤炭资源的开发利用创造了良好的交通条件，见图2-1。

图2-1交通位置示意图

2.3矿区自然地理概况

2.3.1地形地貌

本区地处云贵高原腹地，属构造剥蚀作用形成的低中山地貌。

地形起伏不大，总体为中部高，北部及北西部低。

区内地表一般标高在1800~1950m之间，最高点为北面的大坡上山头，标高2018.7m，最低点为东侧的牛街河，标高1660m，相对高差358.7m。

区内缓坡及沟谷地段多被垦植为农田、旱地，陡坡段多为灌木林覆盖，地形地貌属中等复杂，见图2-2。

图2-2地形地貌（镜头向西摄）

2.3.2、水文、气象

本区主体段无大的河流、库塘等地表水体，但季节性溪沟较发育，溪沟水受大气降雨控制，具有涨落迅速之特点。

撒召小溪发育于矿区北部，向南流至撒召乡政府北部老祖坟坡附近潜流入地下，以暗流形式注入牛街河。

牛街河（又名非格河），发源于矿区北约11km的鸭格塘，蜿蜒向南迳流，于矿区东北侧附近折向东流入南盘江支流，属珠江水系。

本区属亚热带高原型暖湿气候，每年12月至次年2月为霜冻期，5~9月份为雨季，尤其以7月降雨量最大，约占全年降雨量的40%，全年平均降雨量为1169mm，日最大降雨量为87.5mm。

全年蒸发量为2312.1mm，年最高气温34.9℃，最低气温-6℃，年平均气温15℃。

气候特点归纳为：

冬春干旱，气候干燥，夏季多雨湿润，且冬寒夏温，春暖秋凉。

每年12月至次年5月为旱季，多风，主导风向为西南风,最大风速达7级（风速为15m/秒）。

2.3.3、地震

据中国地震动参数区划图（GB18306-2001）及《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001），本区（属罗平县）地震动峰值加速度为0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s，本区抗震设防烈度为Ⅵ度，属无震害区。

2.3.4、经济状况

本区所在的罗平县系滇东主要农产区之一，粮食作物以水稻为主，次为玉米、洋芋、荞麦等；经济作物主要为烤烟。

区内居住着汉、彝两个民族，大型工矿企业较少，地方经济条件相对较差，但旅游资源较丰富，旅游业较发达。

居民收入以务农为主，次为外出务工。

2.4矿区地层情况及水文地质条件

2.4.1地层情况

（1）第四、三系（Q+N）

上部浅黄色、浅褐色黄土，下部紫红色弱粘土，底部有卵砾石层。

（2）洛河组（K1L）

岩性为紫红色、棕红色中～粗粒长石砂岩，中夹3～5层中厚层状杂色粗砾岩层及薄层棕色砂质泥岩。

砂岩成分主要为石英、长石，次棱角～次圆状，分选一般，钙泥质胶结，具大型板状交错层理，局部含有粗砾岩块夹中厚层状和透镜状粗砾岩，上部层段有砂砾岩存在，中下部夹有砾岩层。

（3）宜君组（K1y）

岩性为杂色巨厚层状粗砾岩，夹粗砂岩透镜体。

砾石成分主要为花岗岩、变质岩块次为石英岩块。

砾径一般5～15cm，最大25cm以上，次棱角-次圆状，分选差，基底式或孔隙式胶结，致密坚硬。

与下侏罗统安定组假整合接触。

（4）安定组（J2a）

为棕红色、紫红色砂质泥岩，夹薄层紫灰色、灰绿色中～粗粒砂岩，底部为1～3米含砾粗岩。

砂岩成熟度低，以长石杂砂岩为主，次为长石石英杂砂岩，次棱角状，分选差，钙泥质胶结，块状。

泥岩含砂量高，并含钙质结核。

（5）直罗组（J2z）

上部紫红色、灰绿色、紫灰色泥岩及砂质泥岩，夹灰绿色、灰紫色中粗粒砂岩，含黄铁矿结核；下部以灰绿色，灰白色砂岩为主，底部为灰白色含砾粗砂岩，分选差，泥质胶结，砾石成分以石英岩块为主，砾径1-5cm。

与下伏延安组假整合接触。

（6）延安组（J2y）

延安组为含煤地层，井田内无出露。

其岩性以河沼相砂泥岩沉积为主，含煤5层，底部4煤为主要可采煤层。

延安组下部为铝质泥岩、褐灰色泥岩、砂质泥岩、4煤及4-1煤；中部为灰色中～粗粒砂岩，粉砂岩及薄层泥岩，底含细砾，含1～2层薄煤或煤线；上部为灰色砂泥岩互层，含

（1）2号煤。

与富县组或三叠系胡家村组假整合接触。

（7）富县组（J1f）

岩性为灰色、紫灰色泥岩，与下伏地层假整合接触。

（8）胡家村组（T3h）

岩性为灰绿色、灰白色粉细砂岩夹灰色、灰黑色泥岩。

2.4.2水文地质条件

（1）第四系更新统砂黄土孔隙～裂隙潜水含水层与砂粘土隔水层

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