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钻探设备1

一、钻机1

（一）概述1

1．钻机的功能1

目录1

2．钻机性能的要求2

3．钻机的分类2

4．钻机型号及名称编制说明3

5．国内外钻机系列简介4

（二）各类型钻机5

1．TXB-1000系列钻机5

2．TXU-50型钻机24

3．TXU-75A型钻机30

4．TXU-200A型钻机39

5．TK-5型钻机43

6．TK-4型钻机53

7．TK-3型钻机61

8．TK-1型钻机64

9．XU-100型钻机74

10．XY-2型钻机79

11．XY-5型钻机87

12．TXL-1E型钻机90

13．TSJ-1000型水源钻机107

14．DZJ-500～1000型冻结注浆钻机114

15．DPP-100型汽车钻机120

16．SPC-300H型车装钻机128

17．TOP-SHZ（100m）型车装钻机129

1．油压给进机械传动立轴式钻机133

（三）国内其它类型钻机133

2．油压给进转盘式钻机135

3．浅孔采样钻机137

（四）国外其它类型钻机138

1．国外立轴式钻机138

2．国外转盘式钻机148

（五）几种常用钻机的安装148

1．用夹板、螺丝杆快速安装钻机149

2．混凝土安装钻机150

3．常用钻机机座螺丝孔规格152

4．打斜孔时钻机的安装153

1．泥浆泵、水泵的功能及分类154

（一）概述154

二、泥浆泵与水泵154

2．钻探对泥浆泵性能的要求155

1．往复式泥浆泵的工作原理156

（二）往复式泥浆泵156

2．往复式泥浆泵的技术特征158

（三）常用泥浆泵164

1．BW-100/30型泥浆泵164

2．TBW-150/30型泥浆泵165

3．BW-150/40型泥浆泵167

4．BW-200/40型泥浆泵169

5．TBW-250/40型泥浆泵170

6．BW-250/50型泥浆泵172

7．NAS-5H型泥浆泵174

8．NBH-250/60型泥浆泵180

9．NBB-200/40型泥浆泵181

10．NBB-250/60型泥浆泵182

11．TBW-350/80型泥浆泵184

12．TBW-600/60型泥浆泵185

13．TBW-850/50型泥浆泵187

（四）坑道钻机用水泵188

1．TBW-50/15型水泵188

2．TBV-20/15型水泵190

（五）几种常用泥浆泵易损配件的规格193

（六）泥浆泵的维护保养200

（七）泥浆泵常发生的故障原因及排除方法201

（八）国内外其它泥浆泵的类型及主要技术规格203

1．国内部分泥浆泵的类型及主要技术规格203

2．国外部分泥浆泵的类型及主要技术规格204

（九）离心式水泵210

1．B型离心泵210

2．D型离心泵216

3．JD型深井泵219

（十）潜水泵222

三、柴油机227

（一）钻探用柴油机的用途227

（二）钻探用柴油机功率的选择227

1．四冲程柴油机工作原理228

（三）柴油机简单工作原理228

2．二冲程柴油机工作原理230

（四）135系列柴油机231

1．柴油机的主要规格231

2．主要附件的规格232

3．柴油机的主要技术数据234

（五）105系列柴油机的技术规格236

（六）110系列柴油机的技术规格238

（七）4135G型柴油机的现场安装239

（八）蓄电池241

1．蓄电池的简单工作原理241

2．蓄电池的结构与规格243

3．电解液及其配制246

4．电瓶用硫酸、蒸馏水的标准246

5．电瓶的维护保养247

（九）柴油机启动、照明用发电机248

（十）调节器249

（十一）柴油机的电启动系统251

（十二）柴油机的使用、保养与故障排除253

1．柴油机的使用253

2．柴油机的技术保养257

3．柴油机的故障及排除方法259

四、电动机274

（一）常用电动机的系列、铭牌、规格274

1．常用电动机的系列274

2．电动机的铭牌276

3．煤田钻探常用三相交流异步电动机参考数据291

（二）电动机、变压器的级配291

（三）电动机的接线方法291

（四）电动机的维护295

（五）电气开关箱的作用与线路图296

（六）电动机的现场安装299

五、常用变压器的技术规格300

（一）变压器的型号及其含义300

（二）常用变压器的技术数据301

1．SJL系列电力变压器301

2．SJL1系列电力变压器301

3．SJ1系列电力变压器301

六、钻场电气须知301

（一）电工学基本知识301

（二）常用电气符号313

（三）钻场电气安全须知314

七、常用移动式空气压缩机的技术规格315

八、钻探机械设备的检修318

（一）钻探机械检修计划318

（二）检修类别和周期318

（三）设备定期检修的内容319

1．钻机小、中、大修质量标准324

（四）钻探机械检修的质量标准324

2．泥浆泵小、中、大修质量标准330

3．柴油机小、中、大修质量标准335

（五）设备管理的几个问题343

1．设备动态的分类343

2．完好设备标准344

3．主要钻探机械设备的备用标准344

4．机电设备的事故标准344

（六）钻探机械零件的检验方法344

1．零件的一般检验方法和鉴别对象344

2．几种主要机件的鉴定方法344

1．桅杆塔347

（二）钻塔的分类347

（一）钻塔的功用和要求347

九、钻塔347

2．人字形塔348

3．三脚木质钻塔348

4．四脚金属结构钻塔348

（三）煤田钻探常用钻塔的技术规格351

（四）钻塔安装的质量要求351

（五）钻塔地基353

1．地基的修筑与钻场的地面布置353

2．常用钻机所需地盘面积353

3．钻场地基的承压计算353

（六）钻塔基台的铺设356

1．枕木基台的铺设356

2．槽钢基台358

3．混凝土基台359

1．双抱杆立塔368

（七）钻塔的起立方法368

2．钻塔的整体起立371

3．四脚钻塔的整体迁移373

4．四脚钻塔的加固376

（八）钻塔附件378

1．天车及游动滑车规格378

2．钻塔绷绳的选择与安装379

3．钻塔塔扇384

4．活动工作台386

5．摆管器与挡管架388

6．塔上安全网391

7．地板及规格392

8．钻塔避雷针395

十、钻探管材钢号、机械性能与化学成分399

（一）国产管材机械性能与化学成分399

钻探管材399

（二）国外部分钻探管材标号及机械性能402

（三）钻探管材机械性能名词解释403

（四）钢材牌号、代号表示方法404

1．钢材分类及牌号404

2．钢号表示方法405

十一、常用地质钻探管材408

（一）常规钻进孔内钻具连接408

（二）主动钻杆规格409

（三）钻杆与钻杆接箍规格409

（四）钻杆锁接头与螺纹415

（五）国外现用钻杆规格417

（六）钻铤与接头规格及螺纹尺寸418

（七）双导向钻铤及锁接头规格421

（八）岩心管、套管与接头规格及螺纹标准422

（三）钻杆立根接头与螺纹扣型规格426

（二）钻杆接头、锁接头规格426

（四）岩心管及其螺纹规格426

十二、金刚石钻进管材426

（一）钻杆及螺纹规格426

（五）套管及其丝扣规格431

（六）国外金刚石钻进用钻杆规格436

（七）国外金刚石钻进用岩心管规格436

（八）1982年审定的全国金刚石钻探管材标准436

十三、绳索取心钻探管材436

（一）国产绳索取心钻探管材规格系列436

（二）日本绳索取心钻探管材规格系列439

（三）美国绳索取心钻探管材规格系列443

（四）苏联绳索取心钻探管材规格系列443

十四、水文地质钻探管材445

（一）水文地质钻探岩心管、套管、接头规格445

（二）水文钻探各种井管446

（三）水文钻探各种滤水管447

1．小水接头451

（一）提引水接头（水便）451

钻探工具451

十五、提引工具451

2．轻型水接头452

3．千米钻机水接头453

4．快速安装接头454

5．高压胶管接头454

（二）提引器455

1．普通外丝钻杆，钻铤提引器455

2．塔上无人斜脱式提引器455

3．塔上无人钟式提引器460

十六、拧卸工具464

（一）煤田钻探常用拧管机464

1．电动拧管机464

2．TXB-1000A型钻机用差速变向皮带传动型拧管机466

3．TXL-1E型钻机用拧管机468

4．液压拧管机469

5．拧管机的使用和维护475

（二）夹持器476

1．扇形开口式夹持器476

2．普通套管夹板476

（三）锁接头垫叉和绞叉479

1．普通钻杆、钻铤锁接头垫叉479

2．拧管机用垫叉、绞叉480

十七、钻探常用打捞工具481

（一）尖丝锥（公锥）的规格481

1．钻杆用尖丝锥481

2．套管、岩心管用尖丝锥482

（二）各类型碗丝锥（母锥）的规格483

1．捞钻铤、钻杆、接头用普通碗丝锥483

2．通天碗丝锥484

（三）割管器485

1．离心割管器485

2．简易切管器486

3．水压套管割刀487

（四）起管机490

1．TQY-75A油压起管机490

2．螺旋式起管机495

（五）易反钻具安全锁接头496

1．拉断式安全锁接头496

2．丝扣式安全锁接头498

十八、测试工具与五金工具501

（一）测试工具501

（二）五金工具503

钻探材料517

十九、煤田钻探常用消耗材料517

（一）钢丝绳、棕绳517

1．钢丝绳517

2．棕绳521

3．平皮带525

2．活络三角皮带525

（二）传动皮带525

1．三角皮带的标准型号和断面尺寸525

（三）吸水胶管和送水胶管530

1．吸水胶管用途及规格530

2．胶管的规格表示及换算方法530

3．普通送水胶管532

（四）焊接材料532

1．焊条532

2．氧气和电石536

（五）水泥536

1．水泥的性能及分类536

2．硅酸盐水泥537

3．地质勘探用硫铝酸盐水泥543

4．水泥的验收和保管547

5．常用水泥标准548

1．木材的尺寸、等级、树种及材质标准554

（六）木材554

2．常用木材的物理性能555

（七）各种油脂的规格标准555

1．燃料油类555

2．润滑油与绝缘油类561

3．润滑脂568

4．丝扣油569

钻进工艺574

二十、岩石的组成、物理机械性质及可钻性574

（一）岩石的组成574

1．煤田钻探常见的几种沉积岩574

2．几种常见的火成岩575

3．变质岩575

（二）岩石的物理机械性质576

1．岩石的硬度576

2．岩石的强度577

3．岩石的摩擦性578

（三）影响岩石物理机械性质的因素579

（四）煤田钻探常见岩石的可钻性和钻进方法的选择581

（五）煤田地质勘探常见岩石标准图例581

二十一、硬质合金钻进584

（一）硬质合金钻进的特点584

（二）硬质合金钻进孔底岩石破碎过程585

1．塑性岩石破碎过程585

2．脆性岩石破碎过程586

（三）煤田钻探用硬质合金587

1．硬质合金的种类及其选用587

2．煤田钻探常用硬质合金的几何形状589

（四）硬质合金钻头的结构要素592

1．钻头体592

2．硬质合金的出刃594

3．硬质合金的刃尖角与镶焊角595

4．硬质合金在钻头底面的排列596

5．硬质合金在钻头上的数量599

6．钻头水口及水槽600

7．钻头合金排列及出刃的要求601

（五）硬质合金钻头图谱601

1．无心钻头601

2．取心肋骨式钻头611

3．取心环状钻头627

（六）硬质合金钻头与钻具的合理级配636

1．钻头直径与岩心管直径的关系636

2．钻头直径与钻杆的关系636

（七）硬质合金钻进技术参数的选定637

1．钻头压力的选定637

（八）硬质合金钻进的技术操作639

1．钻头合理选用与最优钻程时间639

2．钻头转速与送水量的选定639

2．硬质合金钻进的堵水问题641

3．操作注意事项642

二十二、金刚石钻进643

（一）地质钻探用金刚石643

1．金刚石的特点643

2．金刚石的晶体形态644

3．钻探用金刚石的种类645

4．金刚石的粒度646

（二）金刚石钻头的结构和种类647

1．金刚石钻头的结构647

2．金刚石钻头的种类649

（三）扩孔器和卡簧651

（四）金刚石钻头的加工过程652

1．技术操作654

（六）金刚石钻进的技术操作及注意事项654

（五）金刚石钻头的合理选用654

2．操作注意事项656

二十三、钢粒钻进658

（一）钢粒的规格和技术要求658

（二）钢粒钻头的选择659

1．钢粒钻头的材质要求659

2．钢粒钻头的规格659

（三）钢粒钻进规程660

1．钻进压力660

2．送水量661

3．钻头转速和投砂量662

（四）钢粒钻进的注意事项663

二十四、绳索取心钻进665

（一）绳索取心钻进的特点665

（二）绳索取心钻进设备666

1．钻杆667

（三）绳索取心钻进的钻具667

2．套管669

3．取心器和打捞器669

4．扩孔器与金刚石钻头670

（四）绳索取心钻进的附属工具672

（五）绳索取心钻进工艺和技术操作672

1．钻孔结构672

2．钻进参数的选择673

3．绳索取心钻进的操作675

二十五、液动冲击回转钻进677

（一）液动冲击回转钻进的特点677

（二）冲击器678

1．阀式正作用液动冲击器678

2．阀式反作用液动冲击器679

3．阀式双作用液动冲击器681

4．射流式液动冲击器682

5．TK-75S型绳索取心冲击器684

（三）国产TK-75A（91A）型正作用液动冲击器688

1．冲击器主要技术性能688

2．冲击器的结构及工作688

3．冲击器的组装与调试690

4．冲击回转钻进的附属工具693

5．钻进工艺参数的选择696

6．冲击回转钻进操作注意事项699

二十六、冲积层钻进700

（一）冲积层钻进方法700

1．表土、黄红土、砂质粘土层无心钻进700

2．流砂砾石层的锯末白灰泥浆钻进702

3．流砂砾石层的水泥泥浆钻进704

4．流砂砾石层的锯末煤碱剂石灰乳泥浆钻进705

2．停泵钻进法（或无水泵钻进）707

1．不供水干钻法707

（二）冲积层取心和采样707

3．双重岩心管法708

4．冲积层采样标准及方法709

（三）冲积层钻进的防斜和纠斜713

二十七、深孔钻进714

（一）简化钻孔结构，合理使用钻头715

（二）加强泥浆管理，充分发挥泥浆的护孔作用715

（三）保持钻孔垂直，防止孔斜718

（四）深孔钻进粗径钻具用的厚壁短管718

（五）深孔钻进操作上应注意的几个问题718

二十八、煤层钻进719

（一）煤的种类、特征及用途719

（二）煤的物理性质简介721

（三）煤的工业分类722

1．阿氏煤心采取器723

（四）煤心采取器723

2．双管煤心采取器726

3．刮刀式钻头煤心采取器727

4．K-3型煤心采取器728

5．DQX89（78、108）双管单动采取器731

6．DMD84-1型取心器735

7．干爪740

1．钻进时见煤象征741

（五）煤层钻进技术操作741

2．钻进煤层顶板的几项要求742

3．钻煤时应注意的几个问题742

（六）防止打丢打薄煤层的技术措施742

（七）煤层厚度的校正和补打斜孔743

1．煤层的校正743

2．补打斜孔746

3．水力采煤样751

1．采煤及瓦斯速度测定753

（八）钻孔瓦斯样的简易采取方法753

2．损失瓦斯量的计算755

3．残存瓦斯量的测定758

4．煤样总瓦斯含量的计算760

二十九、特殊工程钻进762

（一）大口径水文钻探762

1．钻孔结构762

2．钻进工艺762

3．钻进技术要求764

4．下过滤管772

5．钻孔止水774

6．钻孔洗井779

7．抽水试验782

（二）水上钻探788

1．施工前准备788

2．设备选择789

3．施工方法790

（三）冰上钻探796

（四）岩石强度勘探孔钻进800

三十、钻头压力的调整808

（一）TXB-1000A型钻机钻进压力的调整808

（二）煤田钻探孔底钻头压力的调整装置810

（三）TXL-1E型2000m钻机钻进压力的调整812

（四）使用钻铤时压力的调整814

三十一、岩心采取方法815

（一）河砂卡取岩心815

（二）生铁块卡取岩心817

（三）铁丝卡取岩心818

（四）岩心提断器819

（五）单管喷射式孔底反循环钻进823

（一）套管的降下826

三十二、套管的降下和起拔826

（二）套管的起拔829

（三）套管起降的注意事项832

三十三、钻孔孔斜及其预防833

（一）钻孔顶角偏斜对煤田钻探的危害833

（二）钻孔顶角偏斜的原因834

（三）钻进操作中钻孔偏斜的征兆842

（四）预防钻孔偏斜的措施843

三十四、钻场常见孔内事故的处理849

（一）钻场常见的几种事故及其判断849

（二）处理事故应注意的几个问题852

（三）断钻后甩管造成挤夹或跑管挤夹事故的处理852

（四）卡、埋、烧钻事故的正常处理860

（五）处理孔内事故的几种特殊工具863

（一）应进行封闭的钻孔867

三十五、钻孔的封闭867

（二）封孔原则868

（三）水泥砂浆封孔868

（四）封孔工艺874

三十六、煤田钻探用泥浆879

（一）泥浆的功用879

（二）泥浆的分类880

（三）粘土885

（四）泥浆主要性能的测定及在钻孔中的意义897

（五）常用泥浆处理剂905

（六）常用化学泥浆926

（七）制造泥浆的方法929

三十七、钻孔漏水的处理937

（一）漏水层的判断与漏失量的计算938

（二）堵漏水泥外加剂939

（三）轻微漏失的处理方法945

（四）中等漏失的堵漏方法947

（五）严重漏失的堵漏方法948

（六）堵漏浆液的灌注955

常用计算公式和数据957

三十八、常用计算公式957

（一）传动皮带计算957

（二）转速变换计算961

（三）白棕绳计算963

（四）钢丝绳的有关计算963

（五）泥浆循环的有关计算966

（六）钻具重力计算970

（七）钻机所需功率计算975

（八）柴油机功率的计算976

（九）钻孔深度与换层深度计算977

（十）岩煤心采取率的计算978

（十一）钻具丈量平差计算979

（十二）套管的有关计算980

（十三）金属材料的有关计算984

（十四）电气设备的有关计算986

三十九、常用数据表990

附录一　法定计量单位及其换算1005

（一）法令和文件1005

1．国务院关于在我国统一实行法定计量单位的命令1005

2．中华人民共和国法定计量单位1006

（二）常用计量单位及其换算1009

附录二　煤田勘探钻孔工程质量标准1016

（一）钻探工程质量标准1017

（二）钻孔测井工程质量标准1021

（三）钻孔抽水试验质量标准1024

（四）钻孔质量验收办法1026

（五）煤田勘探钻孔工程质量标准执行说明1027