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前言1

绪论1

目录1

第一篇　钻进方法9

第一章　岩石性质及其破碎机理9

第一节　岩石的物质成分和组织特征9

一、岩石的分类和组成9

二、岩石的结构和构造11

一、岩石的密度和孔隙度13

第二节　岩石的自然性质13

二、岩石的含水性和透水性15

三、岩石的内聚性16

第三节　岩石的力学性质17

一、岩石的弹性、塑性和脆性17

二、岩石的强度23

三、岩石的硬度30

四、岩石的研磨性37

一、岩石可钻性的概念43

第四节　岩石可钻性及其分级43

二、岩石可钻性分级的观点44

三、划分岩石可钻性级别的具体方法45

第五节　钻头碎岩刃具与岩石作用的主要方式49

第六节　静载作用下岩石的应力状态50

一、平底圆柱形压头压入时岩石的应力状态50

二、球形压头压入时岩石的应力状态51

三、轴向力和切向力共同作用时压头下方岩石的应力状态53

第七节　静载作用下岩石的破碎过程54

第八节　动载作用下岩石破碎的特点56

第九节　压头破碎岩石的效果及影响因素57

一、衡量岩石破碎效果的功耗准则57

二、载荷大小的影响58

三、破碎工具形状的影响59

四、施力方式的影响59

五、环境的影响60

第一节　岩芯钻具的组成62

第二章　岩芯钻探钻具62

第二节　钻杆柱63

一、钻杆柱的功用和结构63

二、钻杆柱的材质和要求64

第三节　钻杆柱在孔内的工作状态66

一、钻杆柱在孔内的工作特点66

二、钻杆柱在孔内的波形弯曲67

三、钻杆柱在孔底的弯曲状态71

四、回转钻杆柱所产生的扭应力73

五、提升钻杆柱所产生的拉应力76

六、孔内发生挤夹、卡钻事故以及处理事故中的钻杆柱受力情况76

第四节　钻杆柱的合理使用77

一、变换使用方式77

二、综合使用方式77

第三章　硬合金钻进79

第一节　概述79

一、塑性岩石的碎岩情况80

第二节　硬合金钻进的井底碎岩过程80

二、脆性岩石的碎岩过程82

三、切入与切削同时作用下的碎岩过程83

第三节　关于切削具的磨损和钻进84

一、切削具的磨损84

二、关于切削具沿高度的磨损和钻进问题85

三、在不同碎岩形式下切削具的磨损和钻速问题86

四、切削刃在井底磨损的实际状况88

一、硬质合金的特性89

第四节　钻探用的硬质合金及硬合金切削具89

二、钻探用的硬合金切削具的形状及规格91

第五节　取芯式硬合金钻头的结构要素92

一、钻头体92

二、切削具出刃93

三、切削具的镶焊角96

四、切削具在钻头底面的排布97

五、切削具在钻头上的数目99

六、钻头的水口与水槽100

一、取芯式硬合金钻头的类别101

第六节　取芯式硬合金钻头101

二、磨锐式硬合金钻头102

三、自磨式硬合金钻头109

第七节　全面硬合金钻头111

一、全面钻进的特点111

二、常用的全面硬合金钻头111

第八节　硬合金钻头的制造工艺113

二、钻压的确定114

一、硬合金钻进规程114

第九节　磨锐式硬合金钻头的钻进规程114

三、转速的确定117

四、泵量的确定119

五、各钻进参数间的配合关系120

六、最优回次钻程时间的确定121

第十节 自磨式硬合金钻头的钻进规程123

一、钻压的确定123

四、钻进工艺要求124

三、泵量的确定124

二、转速的确定124

第十一节　各类地层的硬合金钻进125

一、根据岩层合理选用钻头125

二、不同地层的钻进125

第四章　金刚石钻进127

第一节 概述127

第二节　钻探用天然金刚石127

二、金刚石的主要物理机械性能128

一、天然金刚石的特性128

三、金刚石的量衡与品级131

第三节　人造金刚石133

一、单晶的合成133

二、金刚石聚晶体和复合片134

第四节　超硬材料136

一、立方氮化硼（CBN）与立方氮化硼复合片136

二、“斯拉乌季契”（СЛАВУТИЧ）复合材料136

三、其他超硬材料137

二、金刚石钻头的种类138

一、金刚石钻头的规格和标准138

第五节　金刚石钻头及扩孔器138

三、表镶金刚石钻头139

四、孕镶金刚石钻头143

五、关于聚晶金刚石钻头147

六、关于金刚石扩孔器148

第六节　金刚石的碎岩机理及其钻进工艺148

一、表镶金刚石钻头的碎岩研究148

二、孕镶金刚石钻头的钻进过程153

三、聚晶金刚石钻头的回转切削作用158

第七节　金刚石钻进的应用161

一、合理选择金刚石钻头161

二、金刚石钻进规程参数的选定162

三、临界钻进规程167

四、孔底钻进状态的判别171

第八节　有关金刚石钻进需进一步研讨的几个问题174

一、关于钻头唇面金刚石的出刃量174

二、切入岩石深度与临界规程的关系175

三、金刚石钻头工作时的温度176

四、有关金刚石钻进方程的研究178

第五章　钻粒钻进180

第一节　概述180

一、钻粒钻进180

二、钻粒钻进的井底工作过程180

三、钻粒钻进的特点及应用181

四、关于钢粒钻进的碎岩方式182

二、钢粒的热处理184

一、钢粒的材质184

第二节　钢粒184

三、钢粒的粒度186

第三节　钢粒钻头187

一、钢粒钻头的功用和结构187

二、钢粒钻头的材质及性能187

三、钢粒钻头的壁厚188

四、钢粒钻头的水口189

第四节　钢粒钻进规程190

一、投砂方法及投砂量190

二、钻压192

三、转速194

四、冲洗液量195

五、钻进规程参数的判断和掌握196

第五节　钢粒钻进的先进经验和技术措施197

第六章　冲击回转钻进199

第一节　概述199

一、冲击回转钻进的特点199

二、冲击回转钻进的应用范围200

三、冲击回转钻进的发展概况201

四、冲击回转钻进的技术经济效果202

第二节　冲击器202

一、阀式“正作用”液动冲击器202

二、阀式“反作用”液动冲击器205

三、阀式“双作用”液动冲击器206

四、射流式液动冲击器209

五、SX-54Ⅲ型射吸式液动冲击器211

六、绳索取芯式液动冲击器213

七、几种新型液动冲击器216

八、风动冲击器218

第三节　冲击回转钻进的碎岩钻具223

一、冲击回转钻进的钻头工作条件223

二、液动冲击回转钻进中常用的硬质合金钻头225

三、液动冲击回转钻进中常用的金刚石钻头及其特点232

四、风动冲击回转钻用的钻头234

第四节　冲击回转钻进工艺235

一、冲击回转钻进的岩石破碎机理235

二、影响冲击-回转钻碎岩效果的因素236

三、钻进规程参数的选择239

第五节　液动冲击-回转钻对钻探设备的要求及应配备的附属装置241

一、液动冲击-回转钻对钻探设备的要求241

二、液动冲击-回转钻配备的附属设备242

第一节　钻探工程质量在地质勘探中的重要性245

第七章　钻探质量指标及岩（矿）芯的采取245

第二节　钻探工程质量指标245

第二篇　钻探工程质量245

第一部分 岩（矿）芯的采取245

第三节　钻孔质量标准246

一、第一类钻孔246

一、岩（矿）芯采取率247

三、纯洁性247

二、完整性247

第四节　对岩（矿）芯采取的基本要求247

三、第三类钻孔247

二、第二类钻孔247

四、避免选择性磨损248

五、取芯部位准确248

第五节　影响岩（矿）芯采取率与品质的因素248

一、天然因素的影响248

二、人为因素的影响248

第六节　提高岩（矿）芯采取率与品质的措施250

一、取芯钻具的防水装置250

四、防矿芯污染251

三、取芯钻具的减磨装置251

二、取芯钻具的避振装置251

五、保持岩样原生结构252

六、防淋滤溶蚀252

七、防止岩（矿）芯脱落252

第七节　岩矿层取芯难度的分类252

第八章　常用的取芯工具及取芯方法256

第一节　单层岩芯管钻具取芯256

一、卡料卡取法256

二、卡簧卡取法256

三、干钻卡取法257

四、沉淀卡取法258

第二节　双层岩芯管钻具取芯258

一、双动双管259

二、单动双管260

第三节　无泵反循环钻进取芯工艺268

一、无泵反循环钻进的工作原理268

二、适用范围268

三、无泵钻具的结构269

二、喷反钻进的适用范围270

一、喷反钻进的工作原理270

四、无泵钻进的操作规程及注意事项270

第四节　喷射式孔底反循环（喷反）钻进工艺270

三、喷反钻具的基本工作原理及结构271

四、喷反元件的作用、尺寸的选择及性能试验272

五、钻进规程及操作注意事项277

第九章　特种取芯方法278

第一节　绳索取芯钻进278

一、绳索取芯钻进的优缺点和应用范围278

二、绳索取芯钻具279

三、绳索取芯钻进附属设备及工具286

四、绳索取芯钻杆294

五、绳索取芯钻进工艺298

六、绳索取芯钻进技术的发展方向301

第二节　反循环连续取芯钻进302

一、概述302

二、钻进设备、工具304

一、概述306

第三节　定向取芯法306

三、防止钻进时岩芯堵塞306

二、定向方法307

三、孔内定向法307

第四节　岩（矿）芯的补取311

一、捞取岩（矿）芯的方法和工具311

二、孔壁补取岩（矿）芯312

三、人工偏斜补取岩（矿）芯313

第二部分　钻孔弯曲及定向钻进315

第十章　钻孔弯曲及其测量315

第一节　钻孔的空间位置316

一、直线型钻孔316

二、曲线型钻孔316

三、钻孔轨迹弯强318

第二节　钻孔弯曲的机理319

一、钻孔弯曲的条件320

二、钻孔弯曲的过程322

一、地质因素325

第三节　钻孔弯曲的原因和规律性325

二、技术因素328

三、工艺因素329

四、孔斜规律性331

第四节　钻孔弯曲的测量332

一、钻孔弯曲测量的原理333

二、非磁性矿体中的全测法336

三、磁性矿体中的全测法343

第五节　孔斜数据处理及矿区钻孔弯曲趋势分析355

一、测斜数据误差的估计356

二、测斜资料的整理和钻孔轨迹的绘制358

三、钻孔弯曲趋势分析361

第六节　钻孔弯曲的预防和纠正365

一、一般防斜措施366

二、满眼钻具防斜366

三、钟摆钻具防斜368

四、偏重钻铤防斜369

六、常用纠斜方法370

五、利用自然弯曲趋势钻孔370

第十一章　定向钻进373

第一节　定向钻进的特点和应用范围373

第二节　定向钻孔孔身剖面的设计374

一、定向钻孔分类和孔身剖面型式374

二、定向钻孔设计的内容376

三、典型定向钻孔轨迹参数的计算379

第三节　定向钻进的技术手段384

一、造斜工具385

二、定向方法和仪器393

三、专用钻头398

四、定向造斜计算400

第四节　定向钻孔的施工工艺408

一、“从下往上”施工多孔底定向钻孔408

二、“从上往下”施工多孔底定向钻孔410

第五节　岩芯定向和岩（矿）层产状求解411

一、岩芯定向技术412

二、求解层面产状的方法412