鉆孔深入率

巖心所處環(huán)境

在對(duì)巖石層的鉆進(jìn)過(guò)程中，鉆具往往采取回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，這種快速的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)往往會(huì)產(chǎn)生巖石層的水平震動(dòng)和離心力，當(dāng)鉆具不能很好地克服摩擦阻力時(shí)，整個(gè)巖石層在橫向和縱向上都會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈的振動(dòng)，由于這些強(qiáng)烈的振動(dòng)有可能會(huì)引起孔底和鉆具、孔壁和鉆具之間的劇烈振動(dòng)，產(chǎn)生相互之間的撞擊和敲打，嚴(yán)重情況下，會(huì)造成巖心的磨損、振碎和振斷。

當(dāng)鉆具鉆進(jìn)巖石層的過(guò)程中，沖洗液可以通過(guò)巖石層管壁和巖心之間的細(xì)小空隙流出，使得鉆具底部的液體流動(dòng)速度很高，對(duì)巖心產(chǎn)生巨大的沖擊，有時(shí)會(huì)將鉆具的鉆頭位置會(huì)被巖石層的巖心碎末堵塞，加劇巖心之間的相互摩擦，形成粉末狀不斷流失，造成巖心的嚴(yán)重?fù)p壞，影響了巖心采取率質(zhì)量。另外，在鉆具鉆進(jìn)巖石層時(shí)，巖心柱上會(huì)形成動(dòng)態(tài)和靜態(tài)的液柱壓力，容易壓碎巖心在獲取巖心的過(guò)程中，鉆具中的液體柱壓力容易導(dǎo)致鉆頭上的巖心脫落，造成采取困難，被迫進(jìn)行多次套取，這種情況會(huì)嚴(yán)重?fù)p壞巖心。

機(jī)械操作方法

巖石層的鉆進(jìn)方法直接影響著巖心采取質(zhì)量。例如，硬合金鉆具在采取過(guò)程中，克區(qū)巖心的性能比較穩(wěn)定，鉆具不會(huì)發(fā)生劇烈振動(dòng)，鉆孔和巖層壁之間的空隙較小，采取的巖心在深度和寬度上較大，抗破碎和抗磨損性能較好，可以有效地保護(hù)巖心，巖心采取比較完整。和硬合金鉆具相比，金剛鉆鉆具具有更多、更好地性能，其鉆進(jìn)采取效率較高，并且能夠較高的巖心質(zhì)量。不同鉆具采取方法，對(duì)于巖心采取率質(zhì)量有著很大的影響，對(duì)于密度較大，硬度較強(qiáng)巖石層，如果采用了硬度較小的鉆具，很容易造成鉆頭嚴(yán)重變形損壞，采取的巖心質(zhì)量較差對(duì)于粘性較大、比較松散的巖石層，如果鉆具在進(jìn)人過(guò)程中，速度過(guò)快，壓力過(guò)大，很容易是鉆頭堵塞，造成鉆頭燒焦，嚴(yán)重?fù)p壞了巖心質(zhì)量。

機(jī)械操作水平

在采取巖心的過(guò)程中，鉆具的鉆頭如果轉(zhuǎn)速過(guò)高，會(huì)對(duì)巖石層造成嚴(yán)重的破壞，轉(zhuǎn)速越高，鉆具所受的離心力越大，在鉆進(jìn)的過(guò)程中，受到的巖層摩擦力也就越大，會(huì)導(dǎo)致針具發(fā)生劇烈振動(dòng)，加劇的對(duì)巖心的損壞，影響巖心采取質(zhì)量。如果轉(zhuǎn)速過(guò)低，采取時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，容易加劇對(duì)于巖心的持續(xù)破壞，因此鉆具的轉(zhuǎn)速也是影響巖心采取率質(zhì)量的重要因素。鉆具結(jié)構(gòu)直接影響著巖心采取率質(zhì)量。如果鉆具的鉆頭直徑較大，在采取巖心過(guò)程中，抗破損能力和抗沖擊能力就越強(qiáng)，取出的巖心越完整，能夠保障巖心采取率質(zhì)量如果鉆具的鉆頭比較尖細(xì)，雖然在鉆進(jìn)過(guò)程所受的摩擦力較小，鉆進(jìn)速度較快，但是不方便套取巖心，容易造成巖心的磨損。雖然鉆具的鉆頭直徑較大時(shí)，有利于巖心的完整性，但是并不是鉆頭直徑越大越好，直徑鉆頭過(guò)大，會(huì)使鉆具底部的克區(qū)面積增大，鉆具需要較大的工作壓力，鉆進(jìn)過(guò)程中受到較大的摩擦力，加劇鉆具的振動(dòng)，對(duì)巖心質(zhì)量造成嚴(yán)重?fù)p壞 。

根據(jù)地質(zhì)或工程要求，利用鉆探設(shè)備，在巖(土)層中鉆鑿的直徑遠(yuǎn)小于其深度的柱形圓孔。鉆孔的最上部稱(chēng)孔口，鉆孔的底面稱(chēng)孔底，由孔口至孔底的整個(gè)柱狀側(cè)面稱(chēng)孔壁。整個(gè)鉆孔有時(shí)也稱(chēng)為孔身。根據(jù)工程目的不同，鉆孔可分為地質(zhì)勘探鉆孔、水文鉆孔、工程鉆孔等。

鉆孔要素：鉆孔直徑(簡(jiǎn)稱(chēng)孔徑)、鉆孔深度(簡(jiǎn)稱(chēng)孔深)、鉆孔方向是一個(gè)鉆孔的三要素。鉆孔要素取決于工程目的和施工條件。煤田地質(zhì)勘探鉆孔的直徑通常在75～172mm范圍內(nèi)；直徑小于75mm的稱(chēng)小口徑鉆孔；直徑大于172mm的稱(chēng)大口徑鉆孔或鉆井。煤田地質(zhì)勘探鉆孔的深度通常不超過(guò)1500m，深度在300m以?xún)?nèi)的鉆孔稱(chēng)淺孔；深度在300～800m的稱(chēng)中深孔；深度超過(guò)800m的稱(chēng)深孔。鉆孔方向即鉆孔軸線的指向。地面鉆孔有直孔(垂直孔)和斜孔(鉆孔軸線同鉛垂線間夾角小于45°的鉆孔)?？拥楞@孔的方向可變性很大，可以從垂直向下到垂直向上，但多數(shù)是接近水平的鉆孔。

鉆孔結(jié)構(gòu)：又稱(chēng)孔身結(jié)構(gòu)，指鉆孔由開(kāi)孔到終孔的孔徑變化。通常在施工前對(duì)鉆孔結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，即提出對(duì)整個(gè)鉆孔與一定深度相對(duì)應(yīng)的孔徑變化要求，并以剖面圖的形式繪出。設(shè)計(jì)內(nèi)容包括埋設(shè)孔口管的直徑及深度、開(kāi)孔直徑和鉆進(jìn)深度、各個(gè)需變徑孔段的直徑和鉆進(jìn)深度。如須下入套管，還應(yīng)繪出套管規(guī)格、下入位置、層數(shù)及固定方法，并附文字說(shuō)明以及終孔直徑和終孔深度等?？咨斫Y(jié)構(gòu)剖面又稱(chēng)鉆孔技術(shù)剖面，它作為《鉆孔地質(zhì)技術(shù)指示書(shū)》的重要內(nèi)容之一，是鉆孔施工的主要依據(jù)。設(shè)計(jì)時(shí)，綜合考慮鉆孔的工程目的、巖層特點(diǎn)、最大深度、合理的終孔直徑以及鉆進(jìn)方法、護(hù)孔措施、設(shè)備能力等，并在滿(mǎn)足地質(zhì)或工程要求的前提下力求簡(jiǎn)化孔身結(jié)構(gòu)；盡量縮小整個(gè)鉆孔的直徑；盡少變換孔徑，不下或少下套管，以加快鉆進(jìn)速度、降低鉆探成本。常用的設(shè)計(jì)方法是先根據(jù)鉆孔工程目的及最大鉆進(jìn)深度確定合理的最小終孔直徑，再據(jù)穿過(guò)的巖層性質(zhì)、孔壁穩(wěn)定情況及合理利用設(shè)備功率等因素，自下而上逐段推出變徑位置以及開(kāi)孔直徑。對(duì)于較復(fù)雜的孔段應(yīng)考慮進(jìn)行技術(shù)處理或下入套管的可能，保留進(jìn)行擴(kuò)孔或下入套管的備用直徑，不強(qiáng)求簡(jiǎn)化。

鉆孔功能：①獲取巖(煤)心、巖(煤)屑或煤層氣樣品，必要時(shí)從孔壁補(bǔ)取巖(煤)樣。②作為煤田測(cè)井通道，獲取巖(煤)層各種地球物理信息。③簡(jiǎn)易觀測(cè)地下含水層水文地質(zhì)動(dòng)態(tài)。④有的鉆孔可探采結(jié)合，開(kāi)采地下水、煤成氣，地?zé)岬取?100433B

鉆孔深入率，有時(shí)也稱(chēng)巖心采取率，是指從鉆孔中某一孔段采出的巖心長(zhǎng)度與該孔段實(shí)際進(jìn)尺的百分比，或指鉆孔實(shí)際進(jìn)尺與鉆孔總長(zhǎng)度之比。煤田地質(zhì)勘探工作中，耗費(fèi)大量人力、物力、財(cái)力和時(shí)間進(jìn)行巖心鉆探的根本目的，就是為了保質(zhì)、保量地采出巖心，作為對(duì)勘探區(qū)進(jìn)行地質(zhì)研究、對(duì)礦產(chǎn)資源進(jìn)行評(píng)價(jià)及儲(chǔ)量計(jì)算的第一性實(shí)物資料。因此，巖心采取率是衡量鉆孔質(zhì)量的一項(xiàng)重要指標(biāo)。采取巖心的質(zhì)量要求是：采取部位準(zhǔn)確，保持巖心的代表性和盡可能高的巖心采取率。這樣，才能充分反映出所鉆巖層在地下的特征。但是，要準(zhǔn)確取得合乎質(zhì)量、數(shù)量要求的巖心并不是輕而易舉的事，特別對(duì)一些松散、破碎、酥脆、易溶蝕的巖層更是困難。這就需要針對(duì)巖層的具體特點(diǎn)，正確選用鉆進(jìn)方法和取心工具，采用合理的鉆進(jìn)規(guī)程，并認(rèn)真進(jìn)行操作。

巖心采取率英文名稱(chēng)：core recovery percentage定義：由鉆孔中采取出的巖心長(zhǎng)度與相應(yīng)實(shí)際鉆探進(jìn)尺的百分比。應(yīng)用學(xué)科： 煤炭科技（一級(jí)學(xué)科）；煤田地質(zhì)與勘探（二級(jí)學(xué)科）；煤田鉆探（二級(jí)學(xué)科）.巖心采取率：鉆探取出的完整巖石 破碎巖石總長(zhǎng)度與回次進(jìn)尺比值。是反映鉆探質(zhì)量的指標(biāo)，和地層巖性破碎程度、鉆探技術(shù)和質(zhì)量控制有關(guān) 。

中文名稱(chēng)

鉆孔巖心采取率

英文名稱(chēng)

core recovery of drilling hole

定　　義

衡量巖石鉆探工程質(zhì)量的一項(xiàng)重要指標(biāo)，是鉆進(jìn)采得的巖心長(zhǎng)度與相應(yīng)實(shí)際鉆進(jìn)尺之比，以百分率表示。

應(yīng)用學(xué)科

水利科技（一級(jí)學(xué)科），水利勘測(cè)、工程地質(zhì)（二級(jí)學(xué)科），工程地質(zhì)勘探（水利）（三級(jí)學(xué)科）

根據(jù)地質(zhì)或工程要求，利用鉆探設(shè)備，在巖層中鉆鑿的直徑遠(yuǎn)小于其深度的柱形圓孔。鉆孔的最上部稱(chēng)孔口，鉆孔的底面稱(chēng)孔底，由孔口至孔底的整個(gè)柱狀側(cè)面稱(chēng)孔壁。整個(gè)鉆孔有時(shí)也稱(chēng)為孔身。根據(jù)工程目的不同，鉆孔可分為地質(zhì)勘探鉆孔、水文鉆孔、工程鉆孔等。

鉆孔測(cè)量鉆孔要素

鉆孔直徑、鉆孔深度、鉆孔方向是一個(gè)鉆孔的三要素。鉆孔要素取決于工程目的和施工條件。煤田地質(zhì)勘探鉆孔的直徑通常在75～172mm范圍內(nèi)；直徑小于75mm的稱(chēng)小口徑鉆孔;直徑大于172mm的稱(chēng)大口徑鉆孔或鉆井。煤田地質(zhì)勘探鉆孔的深度通常不超過(guò)1500m，深度在300m以?xún)?nèi)的鉆孔稱(chēng)淺孔；深度在300～800m的稱(chēng)中深孔；深度超過(guò)800m的稱(chēng)深孔。鉆孔方向即鉆孔軸線的指向。地面鉆孔有直孔和斜孔（鉆孔軸線同鉛垂線間夾角小于45°的鉆孔。坑道鉆孔的方向可變性很大，可以從垂直向下到垂直向上，但多數(shù)是接近水平的鉆孔。

鉆孔測(cè)量鉆孔結(jié)構(gòu)

又稱(chēng)孔身結(jié)構(gòu)，指鉆孔由開(kāi)孔到終孔的孔徑變化。通常在施工前對(duì)鉆孔結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，即提出對(duì)整個(gè)鉆孔與一定深度相對(duì)應(yīng)的孔徑變化要求，并以剖面圖的形式繪出。設(shè)計(jì)內(nèi)容包括埋設(shè)孔口管的直徑及深度、開(kāi)孔直徑和鉆進(jìn)深度、各個(gè)需變徑孔段的直徑和鉆進(jìn)深度。如須下入套管，還應(yīng)繪出套管規(guī)格、下入位置、層數(shù)及固定方法，并附文字說(shuō)明以及終孔直徑和終孔深度等?？咨斫Y(jié)構(gòu)剖面又稱(chēng)鉆孔技術(shù)剖面，它作為《鉆孔地質(zhì)技術(shù)指示書(shū)》的重要內(nèi)容之一，是鉆孔施工的主要依據(jù)。設(shè)計(jì)時(shí)，綜合考慮鉆孔的工程目的、巖層特點(diǎn)、最大深度、合理的終孔直徑以及鉆進(jìn)方法、護(hù)孔措施、設(shè)備能力等，并在滿(mǎn)足地質(zhì)或工程要求的前提下力求簡(jiǎn)化孔身結(jié)構(gòu)；盡量縮小整個(gè)鉆孔的直徑;盡少變換孔徑，不下或少下套管，以加快鉆進(jìn)速度、降低鉆探成本。常用的設(shè)計(jì)方法是先根據(jù)鉆孔工程目的及最大鉆進(jìn)深度確定合理的最小終孔直徑，再據(jù)穿過(guò)的巖層性質(zhì)、孔壁穩(wěn)定情況及合理利用設(shè)備功率等因素，自下而上逐段推出變徑位置以及開(kāi)孔直徑。對(duì)于較復(fù)雜的孔段應(yīng)考慮進(jìn)行技術(shù)處理或下入套管的可能，保留進(jìn)行擴(kuò)孔或下入套管的備用直徑，不強(qiáng)求簡(jiǎn)化。

鉆孔測(cè)量鉆孔功能

①獲取巖心、巖屑或煤層氣樣品，必要時(shí)從孔壁補(bǔ)取巖樣。

②作為煤田測(cè)井通道，獲取巖層各種地球物理信息。

③簡(jiǎn)易觀測(cè)地下含水層水文地質(zhì)動(dòng)態(tài)。

④有的鉆孔可探采結(jié)合，開(kāi)采地下水、煤成氣，地?zé)岬取?

鉆孔是指用鉆頭在實(shí)體材料上加工出孔的操作。這里講述了勘探工作里的鉆孔工作，以及鉆孔需要的輔助工具以及部分應(yīng)急措施方法。在地質(zhì)勘查工作中，利用鉆探設(shè)備向地下鉆成的直徑較小深度較大的柱狀圓孔，又稱(chēng)鉆井。鉆探石油和天然氣以及地下水的鉆孔直徑較大些。鉆孔直徑和深度大小，取決于地質(zhì)礦產(chǎn)埋藏深度和鉆孔的用途。