第一章 概论 1
第一节 我国煤田钻探技术发展概况 1
第二节 钻探方法分类 2
一、按破碎岩石的外因作用分类 2
二、按钻井液的循环方式分类 3
三、按采取岩心的方式分类 4
第三节 钻探施工程序 5
一、钻探施工设计 5
二、开钻前准备工作 6
三、设备安装 6
四、开孔 7
五、钻进工作 8
六、校正孔深 9
七、测井 9
八、封孔 9
九、拆迁 9
第二章 钻探设备的安装 10
第一节 钻探场地的选择与修筑 10
一、钻探场地的选择 10
二、钻探场地的修筑 10
第二节 钻探设备的安装 14
一、钻塔安装 14
二、机械设备安装 16
第三节 附属设备的安装 18
一、循环系统的安装 18
二、场房的安装 19
三、安全设施的安装 20
第三章 硬质合金钻进 23
第一节 概述 23
第二节 钻探用的硬质合金 24
一、硬质合金的特性 24
二、钻探用的硬质合金切削具的形状及规格 25
第三节 硬质合金钻进机理 26
第四节 取心式硬质合金钻头结构设计 28
一、钻头体(空白钻头) 28
二、硬质合金切削具在钻头上的排列 29
三、硬质合金切削具有钻头上的出刃 30
四、合理确定硬质合金切削具有钻头上的数量 33
五、硬质合金切削具在钻头上的镶焊角 34
六、取心式硬质合金钻头的制造 36
第五节 全面钻进式硬质合金钻头 37
一、刮刀钻头 37
二、外轮钻头 40
第六节 煤田钻探常用的硬质合金钻头 42
一、取心式硬质合金钻头的分类 42
二、磨钝式硬质合金钻头 43
三、自磨式硬质合金钻头 48
第七节 硬质合金钻头的加工工艺 51
一、钻头体的机加工 52
二、镶嵌硬质合金 52
三、焊接硬质合金切削具 52
四、硬质合金钻头的修磨 52
第八节 硬质合金钻进技术参数 53
一、钻进压力 53
二、转速 55
三、钻井液的质与量 56
第九节 硬质合金钻进技术 58
一、硬质合金钻进注意事项 58
二、掌握合理一次钻程 59
三、因地制宜地采用小口径钻进 59
四、有条件地采用无岩心钻进 60
五、大力推广分层钻进技术 60
第四章 金刚石钻进 61
第一节 概述 61
一、金刚石钻进技术的发展概况 61
二、金刚石钻进用钻具的组成 62
三、金刚石钻进的优越性 63
第二节 金刚石钻进碎岩的基本机理 64
一、表镶金刚石钻头的碎岩过程 65
二、孕镶金刚石钻头的碎岩过程 67
三、破碎岩石与钻进规程的关系 68
第三节 钻探用的金刚石 69
一、金刚石的分类 69
二、金刚石的品级及其粒度 70
三、金刚石的性质 73
四、其它人造超硬材料简介 76
第四节 金刚石钻头和扩孔器 77
一、金刚石钻头 77
二、扩孔器 88
第五节 金刚石钻进技术参数 90
一、钻压 91
二、转速 94
三、泵量 96
四、钻进技术参数的配合 98
第六节 金刚石钻头的选择与使用 99
一、金刚石钻头选择的原则 99
二、金刚石钻头的选择 100
三、金刚石钻头的使用 103
四、对金刚石钻头质量的评价 104
五、金刚石钻头的磨损 106
第七节 金刚石钻进技术及注意事项 108
一、钻具的组配 108
二、开孔与换径 109
三、金刚石钻进注意事项 110
第五章 绳索取心钻进 116
第一节 概述 116
一、绳索取心钻进的实质 116
二、绳索取心钻进的优缺点 116
三、绳索取心钻进的合理使用范围 117
第二节 绳索取心钻进的钻孔结构 118
一、钻孔结构设计中应注意的问题 118
二、绳索取心钻进常用钻孔结构 118
三、套管的固定和回收 119
第三节 绳索取心钻具与配套机具 120
一、绳索取心钻具 120
二、绳索取心钻进附属设备和工具 126
第四节 绳索取心金刚石钻头与扩孔器 126
一、绳索取心金刚石钻头 126
二、绳索取心钻进用扩孔器 129
三、绳索取心钻头的合理选择 129
第五节 绳索取心钻进用钻井液 131
一、绳索取心钻进对钻井液性能的要求 131
二、常用钻井液的类型及性能参数 131
三、钻杆内壁结泥皮问题 134
第六节 绳索取心钻进技术参数 135
一、钻压 135
二、转速 135
三、钻井液量 136
四、临界钻进规程 136
第七节 压力平衡钻进理论的应用 137
一、绳钻塌、漏原因分析 137
二、压力平衡钻进理论 138
三、压力平衡钻进的现场应用 140
第八节 绳索取心钻具的装配、使用与维护 141
一、钻具的组装、检查和调节 141
二、煤田绳索取心钻进操作注意事项 143
三、钻具的维护保养 144
第九节 绳索取心钻进技术的发展方向 144
一、绳索取心与冲击回转钻进相结合 144
二、绳索取心技术与不提钻换钻头相结合 144
三、定向钻进与绳索取心相结合 145
四、提高岩、矿心采取率的绳索取心钻具 145
五、绳索取心空气钻进和泡沫钻进 148
第六章 冲击回转钻进 149
第一节 概述 149
一、冲击回转钻进的特点和实质 149
二、冲击回转钻进的应用范围 149
三、冲击回转钻进的发展概况 150
第二节 冲击器 151
一、液动冲击器 151
二、风动冲击器 168
第三节 绳索取心冲击回转钻进 175
一、绳索取心冲击回转钻进概况 175
二、正作用绳索取心冲击回转钻具的结构和工作原理 177
三、阀式双作用绳索取心冲击回转钻具 185
第四节 冲击回转钻进的配套设备和工具 193
一、钻机 193
二、水泵 193
三、动力机 193
四、附属设备与装置 193
五、附属工具 193
第五节 冲击回转钻进工艺 196
一、冲击回转钻进的碎岩特征 196
二、钻进规程参数的选择 197
三、提高冲击回转钻进效率的措施 198
四、主要操作技术方法及注意事项 199
第七章 空气洗井钻进 201
第一节 空气洗井钻进技术的发展简史 201
第二节 空气洗井钻进方法的分类 202
一、粉尘洗井钻进 202
二、雾化洗井钻进 203
三、泡沫洗井钻进 203
四、充气泥浆洗井钻进 203
第三节 空气泡沫洗井钻进的基本条件 204
第四节 空气洗井钻进的设备和机具 204
一、空气压缩机 204
二、泡沫灌注机具 206
三、井口防尘装置 206
四、钻具配置 207
五、地面管路安装 207
第五节 泡沫剂的性质及选择 209
一、泡沫洗井液的物理化学性质 209
二、泡沫洗井液在钻进中的作用 210
三、泡沫剂的选择 211
第六节 影响空气洗井钻进效率的因素 214
一、环状间隙上返风速对钻进效率的影响 214
二、其它参数的影响 216
第七节 空气洗井钻进技术 216
一、干空气洗井钻进 216
二、泡沫洗井钻进 217
三、空气洗井钻进在不同岩层中的施工方法 218
第八节 空气洗井钻进的经济效益评价 218
第九节 空气洗井钻进注意事项及设备维护保养 219
一、钻进操作注意事项 219
二、设备的维护和保养 221
第八章 反循环钻进 226
第一节 概述 226
一、反循环钻进的优点 227
二、反循环钻进的分类 227
第二节 水力反循环连续取心钻进 230
一、水力反循环连续取心钻进的基本工作原理及优缺点 230
二、水力反循环连续取心钻进所需设备及附属器具 232
三、钻进规程及技术参数 233
四、各种岩层钻进的技术措施 234
五、操作注意事项 235
六、钻进中常见故障与处理方法 235
第三节 泵吸反循环钻进 236
一、泵吸反循环钻进的基本工作原理 236
二、抽吸泵 237
三、泵吸反循环钻进基本参数的确定 237
四、泵吸反循环抽吸泵的启动 239
五、泵吸反循环钻进的适用范围及注意事项 239
第四节 气举反循环钻进 240
一、气举反循环钻进的基本工作原理 240
二、气举反循环钻进的供气方法 242
三、气举反循环钻进有关参数的选择与配合 246
第五节 射流反循环钻进 247
一、射流反循环钻进的基本工作原理 247
二、射流泵(元件)的结构及工作原理 247
三、射流泵的主要性能参数 249
四、射流泵的安装位置 250
第六节 大口径全面反循环回转钻进工艺 251
一、反循环钻进用钻头 251
二、钻进规程及技术参数 258
三、大口径反循环钻进的技术措施和注意事项 261
第九章 煤层钻进 263
第一节 概述 263
第二节 影响岩(煤)心采取质量的因素 264
一、地质条件 264
二、钻进工艺与技术 264
三、组织管理与规章制度 266
第三节 中国含煤岩系及煤层的特征 266
一、含煤岩系的岩石特征 266
二、煤层顶底板的岩性特征 267
三、煤层的结构特征 267
四、煤层按钻进取心难易程度的分类 268
第四节 煤田钻探常用的取心器 268
一、DQX型取心器 269
二、MQY1(硬质煤型)取心器 271
三、SMQ-2型取心器 271
四、MQR1-89与MQR2-89(软质煤型)双管单动取心器 273
五、DMD84-1型取心器 273
六、SMK-2型双管单动取心器 276
七、MQY2-89取心器 277
八、YMD-3型双管单动取心器 277
九、取心器的结构分析与改进 278
第五节 补取煤心及顶、底板岩心 279
一、捞取岩心 279
二、孔壁取样 281
三、人工造斜法补取岩(煤)心样 284
第六节 煤层钻进技术 285
一、根据地质和岩层特征，掌握见煤预兆 285
二、钻进煤层时指重表的反映 286
三、钻进煤层时钻速的反映 286
四、钻进煤层顶板的几点要求 286
五、钻进煤层时应注意的操作事项 287
第十章 钻孔弯曲的防治与测量 288
第一节 钻孔弯曲的危害 288
一、影响地质资料的准确性 288
二、钻孔弯曲给钻探施工造成的困难 288
三、浪费人力、物力，延误施工期 288
第二节 钻孔弯曲的原因及规律 289
一、岩层结构方面的原因 289
二、工艺技术方面的因素 291
第三节 钻孔弯曲的测量 296
一、钻孔顶角测量方法及原理 297
二、钻孔定向标记方向的测量方法及原理 300
三、测斜仪器的检验 304
四、确定钻孔空间位置的计算和作图法 305
第四节 钻孔弯曲的预防与初级定向孔 308
一、根据岩层特性设计钻孔 308
二、确保设备安装质量，把好开孔关 310
三、合理选择钻进工艺，控制孔壁间隙 311
四、正确选择钻具结构，增强钻具的导向性和稳定性 311
第五节 钻孔弯曲的纠正 312
一、一般纠斜方法 312
二、特殊纠斜方法 315
第十一章 封孔 320
第一节 封孔的目的和要求 320
一、封孔的目的 320
二、封孔的要求 320
第二节 封孔材料及封孔方法 320
一、封孔材料的选择 320
二、粘土封孔 320
三、水泥砂浆封孔 321
第三节 封孔工艺及注意事项 322
一、洗孔 322
二、下隔离塞 322
三、注浆方法 324
四、封闭孔口和设置孔口标志 325
五、封孔注意事项 325
第四节 封孔质量检查 326
一、取样检查 326
二、启封透孔检查 327
参考文献 328