钻探设计说明书.docx
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钻探设计说明书
第二章钻探设计说明书
第1节钻探的地质概况
本区地表大部被第四系风积砂与黄土覆盖，基岩仅在沟谷中零星出露，根据前期的地质踏勘可知，钻探区的的地层由新至老特征如下：
第四系全新统的风成层和冲积层、中间的本区没有见到，在就是三叠中统二马营（T2er）（准格尔旗中部如沙和圪堵、德胜西、暖水等地）为中粒砂岩、三叠下统的和尚沟组（T1h）泥岩假中粒砂岩、家沟组（T1L）砖红色粗粒砂岩、二叠上统的石千峰组（P2sh）以砂岩为主和上石盒子组（P2s）以泥岩与砂岩互层为主，二叠下统下石盒子组（P1x）为长石石英砂岩、下二叠统组（P1S）砂岩为主、上石炭统组（C2t）砂岩煤层为主和组以砂岩灰岩和式铁矿层、页岩、，中下奥统（O）灰岩为主。
第二节钻孔位置
根据前期大的踏勘及周边钻孔对本区的地质情况的揭露，在加上对前人得研究成果。
本钻探区属于华北地台的鄂尔多斯古陆上，由于在喜马拉雅山隆起的使得底层抬升分化剥蚀，使得三叠纪的地层长期出露地表，导致了现在的地貌特征。
本区施工地属于准格尔旗管辖围，距离原准格尔旗旗政府所在地沙圪堵的纳林镇的黄布拉格的塔上。
如图：
根据《岩心钻探规程DD2010-01》编写
第三节单孔钻探技术设计
一钻进方法和钻具组合
为了达到理论的钻探效果，不考虑其经济因素，只考虑地质上及钻进技术等方面因素，达到最优的钻进规程我们采用了金光石钻进，并用绳索取心的方法。
二钻孔结构设计
本区为煤炭地质勘探，勘探煤层厚度及其他特征，根据准格尔旗综合柱状图：
设计孔深1400米，采用金刚石钻进，地质剖面包括以下层位：
（1）0至10米为可钻性为1级的第四纪的冲击层及卵石层，该段全漏水不循环，需下套管；（3）10至1080米为可钻性1至6级的稳定砂岩为主（4）1080至1400要求地质取样，主要煤层和灰岩，（5）地质取样要求以59mm终孔。
试确定该钻孔结构。
[分析]从已知条件，自160米至终孔适于一径到底，不下套管；分析地质剖面，该钻孔下孔口管和一层套管即可；为封闭漏失层，套管下放深度为20-30米，管鞋伸进稳定层5至10米，套管直径为73mm，因此该孔段须用76mm钻进；孔口管长18至20米。
直径89mm，因此开孔取91或110mm。
根据钻孔的岩心可取用当地的粘土作为钻孔冲洗液的原料，这样护壁及携带碎岩心效果好。
三钻探设备选择
设计
钻孔深度
（米）
钻进方法
钻进型号
泥浆泵型号
动力机功率
拧管机
型号
照明发电
机功率
（千瓦）
钻塔类型
钻机
泥浆泵
联动
千瓦
马力
千瓦
马力
马力
0-100
硬质合金
钢粒
XJ-100-1
60/15
卧式单杠
-
-
-
-
10
（或7.5千瓦）
-
0.85
7-8米三角架
金刚石
XY-1
（XU-100）
60/15
卧式单杠
100-300
硬质合金
钢粒
XU-300-2
BWB90
17
20-24
5.5
10
40-48
NY-100
0.85-1.3
9-14.5米木塔
12米铁塔
金刚石
XY-2
300-600
硬质合金
钢粒
XU-600-3
BWB90
30
40-48
5.5
10
60-80
NY-100
0.85-1.3
SG-18钻塔
SGX-17钻塔
16米斜塔
金刚石
XY-3
600-1000
硬质合金
钢粒
XB-1000A
BWB250
40
60-80
30
40
-
NY-100
1.3以上
SG-23钻塔或SG-18钻塔
SGX-17钻塔
金刚石
XY-4
（JU-1000）
1000-1500
金刚石
硬质合金
钢粒
XY-5
（JU-1500）
BWB250
BWB300
35
65-80
30
40
-
NY
1.3以上
SGZ-23钻塔
根据表中可选取Y-5（JU-1500）钻机。
四供水设计
在当地，我们农业用水及吃的书都是第四系的冲积物中的水，水源充足，水量加大，在钻孔附近开挖一个5×3×1的蓄水池，可以保证钻探用水量，用潜水泵把地下书抽子水池就可以了。
五供电设计
本地区距离高压变压器不足百米，可以用电机作为钻机的驱动的动力源。
六钻孔质量要求及保证措施
1工程质量指标
根据地质设计确定钻孔六项质量指标的具体要求。
2质量保证措施
a）取心方法，取心工具的配备、使用及操作;
b）测斜仪器选择，易斜地层的防斜、纠斜措施;
c）封孔设计，包括封填孔段、架桥或封孔材料及灌注方法、检验方法等;
d）保证质量的具体技术措施，薄弱环节技术攻关方案。
七孔事故预防及处理措施
根据司’一区以往工作经验，对卞要孔事故提出预防与处理措施。
八安全技术措施
防寒、防火、防洪、防滑坡等灾害及钻
九成本预算与钻探施工安排
1.根据。
钻孔施工深度、总工程量和开动钻机台数，估计出钻杆、锁接手、锁接箍和粗径管材的需用量。
A钻杆需用量按设计钻孔的总工程量（米数）再加30%估算。
钻孔的总工程量是1500米，则需估备钻杆量为1500+1500x30%二1950米。
B锁接手需用量
按二根钻杆和三根钻杆组成立根（各立根配一付锁接手）占有提升工作量之和加30%估算。
在5000米工程量中，二根钻杆组成立根的提升量为2000米，三根钻杆组成立根的提升量为3000米，则应估备的锁接手量为（2000÷9+3000÷14）+（2000÷9+3000÷14）x30%=567付。
C锁接箍需用量估算方法基本与锁接手相同，须注意的是，三根钻杆组成的立根其锁接箍为2个。
如上例，所需锁接箍数量为C2000+9+（3000+14）x2）+C2000+9+（3000+14）x2]x30%=845付。
D取粉管需用量
按一个台月捎耗定额来估算。
即将总工程量按台年进尺化成台月数，乘以一个台月（90台班）消耗定额数。
例如:
总工程量为5000米，台年进尺为2600米，每台月消耗定额为6根，则需估备的取粉管根数为（5000=2500x12x5）+（5000
+2500x12x5）x30%=160根。
估算方法与取粉管相同，但每台月消耗定额为4个。
E岩心管需用量
估算方法也与取粉管相同，但每台月消耗定额一般为取粉管的2
倍。
F.钻头的用量
按岩石可钻性等级，将矿区设计拟穿过的岩石分为1^-7级、8^-12级两组，注明各组工程量，估算出硬质合金钻头、钢粒钻头、金刚石钻头和硬质合金、钢粒的需要量。
金刚石钻头以进尺寿命估算，平均进尺寿命以25米计。
其余均按每米消耗定额估算。
6级以下岩石，每钻进1米，综合定额为0.45个合金钻头，7级以上岩石，每钻进1米，综合定额为0.13个钢粒钻头（按有效长度300毫米计）。
110毫米普通合金钻头，每个镶8颗合金，每颗按3克重计算。
110毫米钢粒钻头每钻进1米，钢粒综合定额为1.2公斤。
本钻是选用的金光石钻进：
需金刚石钻头数1500÷25+1500÷25
x30%=78个
G.根据钻孔深度、口径和钻进方法，列
表（表2）说明所选用的钻探设备（钻塔、
钻机、泥浆泵、动力机、变压器）的规格和
数量。
孔深为1500m、口径为85mm、SGZ-23钻塔、泥浆泵为15台、变压器为最好的、动力机选用三相大功率交流电机。
H.按岩石特性，分层选择钻头类型（合金钻头、痢粒钻头或金刚石钻头）、规格，确定冲洗液类型（清水、泥浆或乳化液等）和护孔方法，·拟订合理钻进技术规（压力、水量、转速及钢粒钻进投砂量）。
I.说明为提高难采地层岩矿心采取率的钻进方法（指合金、钢粒和金刚石钻进），取心钻具和操作规程。
提出使用的测斜仪和予防孔斜的技术措施。
指明提高坚硬岩层和复杂地层钻进效率的施工方法。
K冲洗液的选择及配备
我们为了经济合理就采用对当地特有的高岭土为原料，也清水配备，要是情况而定。
在煤系地层钻进过程中需用清水做为冲洗液，是为了不影响煤的测定指标。
十、钻探设备安装
1、修筑地基必须遵守下列规定
1.1.机场地基必须平整、坚固、适用。
钻塔底座填方部分不得超过塔基面积的四分之一，填方部分还必须采取有效措施防止塌陷和溜方。
孔深超过600米以深及土层松散、地形坡度大于30度时，塔基不许安装在填方部位上。
1.2.在山坡修筑地基时，地基靠山坡一边的坡度要适当。
当地基岩石坚硬、稳固时，坡度不得大于80度；地基特别松散时，坡度不得大于45度，并要除掉坡上的活石。
1.3.修筑地基需要进行爆破作业时，必须遵守《坑探规程》中有关爆破作业的安全规定，凡没有爆破许可证者，严禁从事爆破作业。
2、安装基座必须遵守下列规定
2、1.应根据设备类型、钻孔设计深度和地区条件选定基座的结构型式。
无论何种基座（基台木、混凝土、槽钢和工字钢等）都必须保证安装稳固、周正、水平。
钢质基座：
应按使用说明书规定进行安装，不得使用有裂纹的和变形的槽钢和工字钢做地梁。
在钢质基座下面的主要着力点，都应垫好木板、枕木。
混凝土基座：
灌注混凝土时，水泥、砂子、碎石所需的体积比为1:
3:
6；特别松散的地层为1:
2:
4。
灌注混凝土用的砂子、碎石要清洗干净，与水泥要搅拌均匀；灌注时要捣实，灌注后要注意养护；并认真检查螺杆间的相互距离，要符合设计要求，不得有偏斜。
2.2.在四个塔角、钻机的着力点和孔口四周都应铺设上、下两层材质坚韧的基台木，遇深孔和土层松散时应在下部用混凝土加固。
其安装形式一般按钻塔底盘和钻机地脚螺孔的排列尺寸铺设，见表2。
常用钻机、钻塔底座安装尺寸表2
钻机安装尺寸（毫米）
钻塔安装尺寸（米）
钻机型号
机座螺孔尺寸
孔前距
变角点
高度
钻塔类型
钻塔
高度
钻塔
底盘尺寸
左右
前后
XJ-100
564
418+385+385
186
730
三角管架
7
2.8×3.2
XU-100
558
400+436+100
182
730
XU-300
840
3×540
（4×455）
180
（167）
967
直塔
斜塔
12．5
12
4.5×4.5
4.5×7.6
XU-600
960
400+1220+400
（400+675+785+400）
243
1240
直塔
管子塔
斜塔
17
18
16
5.0×5.0
4.5×4.5
5.0×9.2
XY-3
976
4×520
292
1148
XB-1000
990
1365
62
1033
直塔
管子塔
SGZ-23
22
23
23
5.5×5.5
5.5×5.5
5.5×5.5
JU-1000
668+680+668
259.5
1160
JU-1500
1260
500+615+615+615
386
1250
注：
括弧数字为老产品规格。
基台木的长度应比钻塔底盘长出200～500毫米。
连接基台木的螺杆直径不得小于16毫米，并在靠近基台木处上下加垫。
基台木的断面规格如下：
100型钻机150×150（毫米）
300型钻机200×200（毫米）
500-6
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