钻探方法

钻探是利用钻机、钻具和一整套工艺措施，在地层内钻凿出圆柱形-手b4L，取出岩矿样品，探明矿产的赋存状态和分布规律，或者实现其他地质和技术的目的。钻探也是通过一系列的没备和仪器直接作用于岩石上，形成钻孔的过程，破碎岩石是钻探生产过程的主要工序，因此掌握岩石的性质和破碎机理，对加快和改善钻探工作具有重要意义。

钻探过程中多使用机械法破碎岩石，通过施加不同的外力使岩石的一部分从整体上分离下来，从最早的回转钻进，逐步发到冲击钻进、冲击一回转钻进等钻进方法。随着需求的日益增大，钻探技术也由常规钻进技术向定向钻进技术发展，采用一些科学的人为可控的技术方法与机具有目的地控制钻孔轨迹，钻进到目标储层。同时也在定向仪器中增加了传感器，除井斜角、方位角以外还可以测量地层的电阻率和伽马射线，通过无线传输系统把这些数据从钻头附近传到地面系统，从而更精确地引导钻头穿过薄层和复杂地层。

钻探技术的主要用途有以下几个方面：

(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)资源开发：水井钻探；石油(天然气)钻探；盐井钻探。

(3)煤矿钻探：地质勘探、瓦斯抽放、探排放水、锚杆锚索施工与应急救援。

(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。

钻探是一种最直接的隐蔽致灾因素探查技术，它具有精度高、直观性强、适应面宽等优点，在构造探测、老空区探测、探放水、瓦斯泄压、火区探测以及其他隐蔽致灾因素探查中发挥着越来越重要的作用。

煤矿井下钻探技术由常规回转钻进技术向定向钻进技术发展，地面与井下联合探查技术已经形成，无论是地面钻机还是井下钻机都实现了“随钻测斜、实时纠偏”的功能，满足了隐蔽致灾因素探查、验证与治理的技术需求。

钻探方法按照施工的空间分为地面钻探技术和井下钻探技术，按照钻进方法分为常规钻进技术和定向钻进技术。

1．地面钻探技术

地面钻探技术由于不受空问限制，可以采用大型车载钻机或井架作为提升系统，起下钻具、下套管以及控制钻压、送钻等；泥浆泵、高压泥浆管线、水龙带、水龙头、钻柱以及泥浆固控设备等组成泥浆循环系统，用来维持泥浆循环，对井底进行冲洗，将注人的高压泥浆能量传递给井底；此外，还包括动力和控制系统等。

2．井下钻探技术

井下钻探技术由于受到空间限制，多采用分体式的小型钻机，即将泵站、主机和操作台分开，以方便在狭窄巷道内搬迁、运输；随着巷道掘进的现代化，大断面巷道可以满足整体式履带钻机的运输，其驱动扭矩较分体式钻机有大幅度提高，因此钻孔深度也成倍增加。

3．常规钻进技术

常规钻进技术是利用钻机回转器转动钻头来破碎孔底岩石的钻进方法"_blank" href="/item/硬质合金钻进/4553895" data-lemmaid="4553895">硬质合金钻进、金刚石钻进、钻粒钻进、刮刀钻进和牙轮钻进；按动力设置位置，可分为地面动力回转钻进和孔底动力钻进；按破碎岩石所形成的孔底形状，分为全面钻进和环状(取心)钻进。

4．定向钻进技术

定向钻进技术是指利用自然造斜规律，采取人工造斜手段，或者两者并用，使钻孔按照预定轨迹延伸，达到预定目标的钻进方法。

定向钻进技术按孔身轨迹的不同，可分为平面弯曲定向钻孔和空间弯曲定向钻孔。平面弯曲定向钻孔即孔身轨迹在某一垂直平面或倾斜平面内只有顶角和方位角单独变化的钻孔。空间弯曲定向钻孔即孔身轨迹某段在某一曲面内既有顶角变化又有方位角变化的钻孔。按钻孔结构形态分，可分为单孔底定向钻孔和多孔底定向钻孔。单孔底是指只有主孔而无分支孔的定向钻孔，多孔底是指既有主孔又有分支孔的定向钻孔。

发明涉及一种用一钻探设备进行的钻探方法，用一种钻探设备进行的钻探方法，该钻探设备有一钻探装置，创始于中国的一种古老的钻井方法，于11世纪传入西方。

是指向地下钻孔破碎孔底岩石的方法及钻进工艺的总称。为了满足不同的钻探目的，要求采用不同的技术装备和工艺，从而形成各种不同的钻探方法。

钻探方法有冲击钻探、回转钻探、振动钻探以及多种方式组合的复合式钻探法。现行卓有成效的仍然是冲击和回转相结合的方法。发展趋势是冲击钻探逐渐减少，回转和振动钻探所占的比例逐渐增加。砂矿的取样方法有抽汲、回转、打入、抓取和反循环连续取样法。最基本的方法是抽汲回转和打入。抓取只适宜大于300毫米口径的钻孔。反循环连续取样法是20世纪70年代后开始在砂矿钻探中使用的新方法，它具有效率高、样品质量好、成本低等优点，正在逐步地推广应用。

中国近年来研制了多种轻便、复合式砂矿钻机，已经形成系列，效率提高，取样质量改善，大大减轻工人劳动强度。中国生产的安装在“东方红－75”型履带式拖拉机上的SZC-325型大口径机械化砂钻其钻孔直径335毫米，钻孔深度为30米。 2100433B

水文地质钻探大多是在第四纪松散的卵石层、砾石层以及砂、粘土、砂土等地层中进行。这类地层的特点是胶结差，易坍塌、漏失，取心困难。部分钻探是在基岩中进行，含水岩层多有裂隙、溶洞。不同地层采用不同钻进方法。常用的钻探方法按钻进方式分为冲击钻进法、回转钻进法、冲击回转钻进法。

水文地质钻探冲击钻进法

又分为钻杆冲击钻进和钢丝绳冲击钻进。常用的钢丝绳冲击钻进是借助于一定重量的钻头，在一定的高度内周期地冲击井底，使地层破碎而得进尺。在每次冲击之后，钻头或抽筒在钢丝绳带动下回转一定的角度，从而使钻孔得到规则的圆形断面。用该法钻进卵石、砾石层，致密的基岩层效果较好。在第四纪地层中钻进，多使用工字形钻头和抽筒式钻头，在基岩层中多使用十字形钻头和圆形钻头。

水文地质钻探回转钻进法

又分为正循环钻进法和反循环钻进法。正循环钻进法是由转盘或动力头驱动钻杆回转，钻头切削地层而获得进尺。冲洗液由泥浆泵送出，经过提引水龙头和钻杆流至孔底冷却钻头后、经由钻杆与孔壁之间的环状间隙返出井口，同时将孔底的岩屑带出，用这种方法钻进砂土、粘土、砂等地层时效率较高。在第四纪地层中全面钻进，多使用鱼尾钻头、三翼刮刀钻头和牙轮钻头。在基岩层取心钻进，多使用岩心管取心合金钻头和钢粒钻头，全面钻进多使用牙轮钻头。反循环钻进法适于在卵石、砾石、砂、土等地层钻进大直径钻孔，具有钻进效率高，成本低等优点。有三种反循环方式：①泵吸反循环，利用离心泵（砂石泵）的抽吸作用，井孔内的冲洗液自上向下流动，经过井底与被切削扰动的岩屑一起进入钻杆，再经吸水软管进入离心泵而排入沉淀池，沉淀后的冲洗液再流回井孔，形成循环。离心泵的抽吸效率，在孔深50米以内效率较高，随着孔深的增加其效率逐渐降低。②喷射反循环，利用水泵或空气压缩机所产生的高压流，经装在喷射腔内的喷嘴将水或空气高速喷射出去，在喷嘴外部形成负压区，其负压可达0.08～0.09兆帕，此负压区可使钻杆内的冲洗液流动，并排出孔外，以此造成冲洗液不断循环。喷射反循环，功率损失较大，利用率低，并随着孔深的加深，效率迅速下降，一般在50米以内孔段使用，在深孔常和气举反循环钻进法配合使用。③气举反循环（压气反循环），利用压缩空气与钻杆内的冲洗液混合后形成低比重的混合物，以高速向上流动，从而将孔底岩屑带出孔外。其效率主要取决于压缩空气的压力和排量，以及输气管沉没在水中的深度和混合室的结构等。此法不能用于10米以内的孔段。在孔深50米以内效率低于泵吸反循环和喷射反循环，但随着钻孔的加深，其效率逐渐提高。这种方法常与泵吸反循环或喷射反循环配合使用，以便充分发挥各自的特点，取得更加经济合理的效果。

水文地质钻探冲击回转钻进法

分为液动冲击回转钻进法和气动冲击回转钻进法（即潜孔锤钻进法）。常用的潜孔锤钻进法是以转盘或动力头驱动钻杆和潜孔锤回转，并以高压大风量的压缩空气驱动潜孔锤的活塞，以高频率冲击钻头破碎岩石，通过钻头排出的压缩空气将岩屑带出孔外。其效率约为空气冲洗牙轮钻头回转钻进效率的数倍，钻进坚硬岩层效果更为显著。这种钻进方法是以压缩空气为冲洗介质，因受空气压缩机压力限制，在水位高、富水性强的岩层中使用，其钻进深度不能很大。 2100433B