勘查技术与工程专业介绍

工学地矿类：地质工程、资源勘查工程时间：2023年12月29日浏览量：11成人高考地质工程资源勘查工程

人们的生产与生活都离不开能源。近几年，我国经济发展迅猛，经济的发展带动了能源需求旺盛。我们生产生活常用的能源重要指矿物能源，涉及石油、天然气、煤炭。矿物能源可以进入生产生活，一方面需要查找、评价和开

人们的生产与生活都离不开能源。近几年，我国经济发展迅猛，经济的发展带动了能源需求旺盛。我们生产生活常用的能源重要指矿物能源，涉及石油、天然气、煤炭。矿物能源可以进入生产生活，一方面需要查找、评价和开采。地质工作者就是专门从事矿物资源查找、评价和开采工作的职业人群。

在我国高校中，地质类专业担负着培养地质工作者的任务。我国的地质教育源于19世纪末，已有近百年的历史。现在，各高校开设的有代表性的地质类专业重要有：地质学、地质工程、勘查技术与工程、资源勘查技术。这几个专业分属理学与工学专业大类，涉及了矿物资源查找、评价、开采几个阶段。

地质学专业属理学大类，是一个基础性的专业。地质就是泛指地球的性质和特性，重要是指地球的物质组成、结构、构造、发育历史等，涉及地球的圈层分异、物理性质、化学性质、岩石性质、矿物成分、岩层和岩体的产出状态、接触关系，地球的构造发育史、生物进化史、气候变迁史以及矿产资源的赋存状况和分布规律等。地质学的学习内容都是围绕地球展开的，重要是在地质理论、知识方面为从事地质工作打基础。

查找矿物资源的过程中，需要借助工程手段，做地质设计、施工工作。地质工程就是专门培养能在资源勘查、工程勘查、设计、施工、管理领域从事勘查、评价和管理的工程技术型人才的专业。这个专业一方面要学习地质学知识，了解影响矿物开采的基本因素；同时还要学习能源探测开采的工程学知识，学会解决各类施工中的地质问题、施工问题。

矿物资源的查找不仅需要基本的地质理论知识，还必须借助勘查方法。初期的勘查方法只能找到埋藏很浅或直接暴露在地面的石油和煤炭资源，随着人类对能源的不断运用，．人们对勘查方法规定越来越高了。为了解决这个实际问题，新中国成立后，我国高校专门设立了资源勘查技术与工程专业。这个专业侧重于矿物资源的勘查、评价与管理方面。比如，了解能源的构成成分和形成年代；了解地球和一些能源的物理化学性质，根据这些性质寻找能源；对勘查到的能源进行评价，看看有多大开采价值等。资源勘查技术与工程专业虽属于工学类专业，但是较侧重理论知识的学习。

随着地质条件的变化和开采条件的不同，查找矿物资源工作碰到很多技术难题，对勘查技术的规定越来越高。勘查技术与工程就是逐步分离出来的，专门培养掌握勘查技术的地质工作者的专业。这个专业重要学习地球化学方法、球物理方法地两大类勘查技术。除学习必须的地质学方面的知识外，还会学习勘查工程技术课程，如钻探工艺与设备、基础工程施工、工程地质等，掌握基本的钻探工艺、勘探工程施工方法等。

培养什么人

地质专业毕业生大体从事以下几个方面的工作。

管理工作。各级地质行政部门和各相关性质公司的管理机构会安排相应的地质勘查任务，规定准确地勘查和探明某地的地质构造、能源赋存条件等，知道地下的一些实际情况，为开展后续工作打好铺垫。所任职务从一般的办事员到高级管理者不等。

科研工作。作为地质方向的高校工作人员和科研院所工作人员，通过自己的努力和对国外先进技术的吸取，研究、开发出一些较为先进的、可以更为准确地拟定地下情况的技术和理论，对一些重大事件的预测和执行提供理论和技术支撑。所任职务从一般的实验员、研究员到院士不等。

技术工作。很多的地质工作者把已有的地质分析、勘查技术等应用到实际工作中去，体会技术的准确性和反馈技术的局限性之处。所任职务从技术员到高级工程师不等。

地质工程、资源勘查工程、勘查技术与工程专业重要培养具有地质学的基础理论知识，掌握地质调查与勘探的室内外工作方法，能对矿床地质、矿床分布规律作初步分析和研究的人才。说得明白点，就是要让同学们具有一些基础的地质知识，知道地球的结构和组成，知道地球的运动规律，知道能源的储藏与地球的构造和运动的关系等。在懂得这些基础知识后，针对现在地球上重要开发的石油、煤炭能源，我们应当用一定的理论和方法去寻找这些能源的储藏地点、储存量，以及评价这些能源的优劣等。同时会让大家了解一些和实际的勘查、开采技术有关的诸如钻井工艺、设备等知识，以及具体的施工过程等。很多本专业的学生毕业后都在从事资源寻找、开发管理、技术、教学等工作。

随着高校扩招，地质类专业招生人数逐年增长。但是人才总量仍显局限性。各高校地质类专业就业率大都在90%以上，部分院校的供求比在1：10左右。地质类专业面向艰苦行业工作的比例大，这也使得很多考生不愿报考。从近几年的分派去向看，地质院校培养的本科毕业生绝大多数进入地质科研院所和效益较好的地勘单位和石油勘查单位工作。资源勘查、地质工程这类应用类专业到石油石化煤炭行业就业较多，平均达40%以上。本科生去野外工作的比例逐年减少，普通本科的野外工作率为20%左右，重点高校为5%左右。各高校地质专业考取研究生比例逐年增长，平均达成30%以上。很多研究生毕业后，选择留在大中城市的研究院所工作。

重要代表院校

根据教育部2023年记录资料，全国普通高等院校地质类专业布点共有98个，其中地质学13个、资源勘查工程26个、勘查技术与工程专业28个、地质工程专业18个。中国地质大学、中国矿业大学、中国石油大学、南京大学、成都理工大学、东华大学、吉林大学、中南大学、桂林工学院、辽宁工程技术大学、西安科技大学、西南交通大学是招收地质类专业的代表院校。南京大学考取研究生的比例最高，约为80%；中国地质大学（北京）约为50%。

总体来说，所有开设这个专业的高校基本上都涉及了煤炭、石油、天然气等固、液、气态资源的地质学工作。中国地质大学、南京大学、兰州大学、华北水利水电学院等院校做的是一些综合性的地质学理论和基础研究工作；中国矿业大学、重庆大学、中南大学、贵州大学、河南理工大学、辽宁工程技术大学、昆明理工大学、西安科技大学、河北科技大学等院校在煤田地质学方面要擅长一些；中国石油大学、吉林大学、西南交通大学、长江大学、成都理工大学等院校在油、气田地质学方面做得比其他院校要好。

开设哪些课程

地质工程专业课程涵盖了地质学基础知识和应用两个方面的内容，重要专业课程有：基础地质学、工程地质学、水文地质学、环境地质学、构造地质学、基础工程施工、资源勘查与评价、钻掘工程学、地球物理勘探、地球化学勘探、地理信息系统基础、计算机应用基础、计算机绘图等。

地质工程专业是整个地球地质研究方向的基础专业，所学习的课程重要是一些基础课程，涵盖了一个地质工作者在工作中用到的各种知识和工具。现在很多高校的地质工程专业重要是面向能源开采。一方面，通过地质学基础，可以了解地球的年龄、不同地层的形成年代，不同地层具有什么样的特点和构成，不同地层具有什么不同的物质和能源等。了解了地质基础知识后，要知道影响能源开采的一些因素，例如，地下水、环境等对能源开采的影响。水文地质学介绍地下水、地下湖泊的形成、运移规律、对地质构造的影响、对能源储存和开采的影响等；环境地质学讲述了能源开采对环境的影响，以及反过来环境的变化对能源开采的影响等；构造地质学重要讲述地下岩石的运动、构成等规律，探讨和研究这一规律对开采能源前分析清楚能源所在位置的地质条件、开采过程中会碰到什么困难等有很大的帮助，可以提前做好防止措施。这一系列的工作都和工程有关系，所以还需要学习一些诸如工程地质学、基础工程施工、钻掘工程学等知识来补充和完善知识体系。

资源勘查工程专业侧重于矿产资源勘查、矿产资源评价与管理方面，目前很多开设这个专业的院校都倾向于这两个方面。本专业重要开设了以下专业课：地质学、矿物岩石学、古生物地层学、构造地质学、矿床学、能源勘探学、应用地球物理、应用地球化学、资源管理与评价、计算机基础、计算机绘图等。

顾名思义，资源勘查工程专业重要开设的是和资源勘查有关的课程，倾向于理论，也较重视实际应用技术，现在国内开设此专业的高校重要倾向于能源方面。要开采一种能源，我们需要知道这种能源的构成成分和形成年代等。例如，石油是由古代动物的尸体形成的，不同的石油是由不同年代的动物死后聚集形成的，，矿物岩石学、古生物地层学会讲到这些知识。此外，地球的基本结构、构造、运动规律，地下矿物的形成、赋存规律等知识也是本专业的基础知识，这些在矿床学、构造地质学中会讲到。既然是勘查，肯定要对地球和一些能源的基本物理、化学性质有所研究，然后根据这些性质进行能源寻找，这就是应用地球物理、应用地球化学要涉及的内容。勘查到某个地方有某种能源后，需要用资源管理与评价的知识对其进行分析和评价，看有多大的开采价值和意义，应当采用什么样的开采管理方法等。

勘查技术及工程专业重要开设以下专业课程：地质学、地球物理勘探、钻探工艺与设备、基础工程施工、工程地质学、水文地质学、地球化学勘探、计算机应用基础、计算机绘图等。这些课程是本专业的主干课程，是一个完整的学习体系。

勘查专业是地质学科的一个分支，能源勘查是一门技术，要想完全掌握这门技术，必须拥有牢固的基础知识。目前所说的石油、天然气、煤炭等能源都是蕴藏在地壳下面的，所以我们要想对其进行勘查，就需要先对地球的构造和一些基本的运动有所了解，这就是地质学基础所涉及的。勘查工作和地下水的运动密切相关，要想勘查得准确，还需要学习水文地质学等课程。勘查时要用到的技术就是地球物理勘探中所讲到的具体方法和技术。同时，学校还会开设诸如钻探工艺与设备、基础工程施工、工程地质学等课程来完善本专业的知识结构，让你对和勘查技术相关的一些钻探技术和设施有所了解。此外，还会开设一些计算机课程来指导你绘制勘查地图和解决数据。

专业相似之处

地质工程、资源勘查工程、勘查技术及工程这三个专业具有很多的相似性，有很多高校是给这三个专业的学生一起上课。

都属于地矿类专业。地矿类专业涉及地质工程、资源勘查工程、勘查技术及工程、采矿工程、石油工程、矿物加工工程六个专业，近支则有地质学、地球物理学等。其中，地质学是勘查技术及工程专业和资源勘查工程专业的基础，而这两个专业最为相近，两者都是针对地矿资源勘查而设立的专业。相比较而言，勘查技术及工程专业更注重技术，该专业培养的是高级工程技术人才；资源勘查工程专业涉及从勘查选区、勘查评价到矿产开发全过程的地质、技术、经济及环境等方面内容，注重对资源勘查的整体把握和控制。

都属于艰苦专业。地矿类专业不等同于艰苦专业，它只是其中的一部分。教育部规定的艰苦专业涉及：农业工程、林业工程、水利工程、地质资源与地质工程、矿业工程、船舶与海洋工程、航空宇航科学与技术、兵器科学与技术、核科学与技术、测绘、力学、冶金工程、动力工程及工程热物理、社会福利以及监狱劳教管理等。这些专业之所以被称为艰苦专业，之所以一直不为同学们所重视，是由于其毕业生所从事的职业在人们的印象中多为野外作业，工作很辛劳。此外，由于其专业的特殊性质，相比计算机、管理等通用专业，进行职业跨越时也非常困难。诸多因素导致了此类人才短缺。不可忽视的是，社会的发展急需大批这样的专业高级人才，但这类人才的缺口却正在逐步扩大。其实这些专业没有想象中的那么艰苦，都是一些很值得去淘金的“好”专业。

课程设立很相近。三个专业相同或相近的课程有：地质学、地球化学、地球物理、能源勘探学、构造地质学、钻探工艺与设备、基础工程施工、工程地质学、水文地质学、计算机应用基础、计算机绘差的。具体的工作差别不会很大。

实例8：设计部门。

工程项目需要在施工前进行相关的设计，而设计的前提之一就是地质结构和地质条件勘查。现在国内有很多拥有甲、乙级资质的设计单位，很多设计院都需要地质工程、资源勘查工程、勘查技术专业的毕业生。

实例9：征询机构。

我有一些同学毕业后进入了与地质、资源勘查、勘查技术相关的征询机构工作。基本上是在办公室办公，做一些和地质相关的数据的记录和调查，写一些报告。

实例10:煤矿部门。

尚有一部分同学毕业后去了煤矿。虽然很多煤矿处在比较偏远的地方，但是我们毕业后肯定是去大型的国有煤矿，矿区环境和建筑不会比大学校园差，占地面积大，单元式职工宿舍，花园式设计，物业是统一管理。除了地方不在城市，在矿区里你主线不会觉得自己比城里人差什么。并且煤矿公司的职工待遇都很好，重要是由于这是特殊工种，所以补贴很多。

实例11:程序开发公司。

现在有很多的软件公司和石油、煤矿、冶金等部门合作项目，需要开发设计相关的软件。由于我们是专业人士，我们在地质专业这方面的素养优于计算机专业，只有我们才知道在程序设计中需要什么，怎么设计比较好。所以软件公司会招聘一些地质专业编程能力比较强的学生做这方面的工作。

实例12：冶金部门。

这个部门的工作重要是在办公室解决从现场采集回来的数据。

实例13：出国、读研。

本科毕业的时候，有些同学选择了出国深造，准备在国外拿硕士、博士学位。这是一条不错的出路，前提是要有很好的外语水平和一定的经济实力。

没有选择就业和出国的，就差不多是考研的了。在国内继续深造也很好，可以选择继续学习地质专业，将来再读个地质博士，早晚都会在我国地质领域闯出一点名堂来。也可以选择跨专业、考其他专业的硕士研究生。

以上这13类地质、资源勘查、勘查技术专业毕业生毕业后的就业去向，占了总去向的90%，尚有一小部分同学去了其他性质的工作岗位。

升学率及就业流向

地质工程

升学：考取研究生比例为33.61%。

就业流向：科研设计单位8.40%；艰苦行业事业单位8.90%；其他事业单位3.46%；国有公司25.54%；艰苦行业公司单位8.40%；其他公司6.59%。

就业率：96.05%。

资源勘查工程

升学：考取研究生比例为41.00%。

就业流向：艰苦行业事业单位9.20%；国有公司25.64%；艰苦行业公司单位8.41%；其他公司8.81%；三资公司1.17%。

就业率：96.48%。

勘查技术及工程

升学：考取研究生比例为31.01%。

就业流向：科研设计单位4.43%；艰苦行业事业单位4.43%；其他事业单位7.59%；国有公司30.85%；艰苦行业公司单位4.43%；其他公司6.96%。

就业率：92.88%。勘勘查技术与工程概论地质勘探（工程地质、水文地质）;探矿工程（钻孔工程、坑探（表层、坑道）绪论一探矿工程在国民经济中的作用二钻探工程概论：（一）钻探工程学科是一门研究如何按照一定的目的与规定，应用适当的设备，采用相应的技术措施，以最优的方式钻出一定深度和口径的孔（井）的学科1重要范围：（1）地质勘探工作领域a普查找矿勘探（勘探式）b矿产勘探c水文地理勘探（顶板底板）d工程地质勘探e油气田钻探（2）矿产资源的开采工作领域：a水资源的开采—水井b地下热能的开采—地热井c石油天然气的开采d固体矿产的开采（3）在工业工程中的应用：a大直径的桥桩孔b表孔钻探c为加固睡吧基础或者地质滑坡治理工程的钻孔d重要建筑的桩基础e非开挖铺复技术f矿山隧道施工中的辅助孔g军工工业（导弹井，地下核实验）h科学研究钻孔—科学钻探（二）钻孔及其要素：1钻孔：指从地表钻出一定口径与深度的固柱状孔2钻孔各部分的名称（图）3钻孔三要素：a孔径b孔深c钻孔方向（顶角、倾角、方位角图）4钻孔的分类：（1）按钻孔的方向：直孔、斜孔（2）按钻孔深度：浅孔（0～150m）中深孔（150～1000m）深孔（＞1000m）（3）按钻孔的结构分（图）（三）钻井的进本程序：1破碎孔底岩石（1）采用一定的碎岩工具在一定的荷载作用下破碎的过程（2）碎岩的形成：eq\o\ac(○,1)a静荷载（回转切削）b动荷载（冲击钻进）c静动结合的方式—冲击回转钻进eq\o\ac(○,2)其他形式:水冲击、电光化、热熔2提取岩矿芯（粉）目的：底层资料的获取和继续加深钻孔取芯的方法：a附着在钻具上一起提出b抽筒捞取法c取芯器法d水力输出法e加固孔壁（重要）方法：eq\o\ac(○,1)依靠钻井液的静夜柱压力平衡法eq\o\ac(○,2)套管护壁eq\o\ac(○,3)水泥加固法（四）钻孔结构：定义：指钻孔从开孔至终孔钻口径的变化情况钻头直径系列：150、130、110、91、75、59、46套管直径系列：146、127、108、89、73、54、43套管：薄壁的天缝钢管;下套管的条件：1保护孔口2松散破碎底层3严重漏层4溶洞（注：尽量不要下套管图）（五）钻探生产工序1准备阶段（设备的选择、配备钻具、水路电通机场平整设备的运送）2钻进阶段重要工作;破碎层底岩石、采用岩矿芯（粉）、加固孔壁辅助工作：升降钻具、解决孔内事故、起下套管、机械事故、钻孔弯曲的测量3结束阶段;封孔、设备的拆迁（六）钻探方法的分类：1按碎岩的荷载分;a冲击钻进b回转钻进c冲击回转钻进2按碎岩时的材料;a钢粒钻进b硬质合金钻进c金刚石钻进三坑探工程总论（简介）定义：为了了解岩性和地质构造矿体的赋存情况，寻找用的矿床而在地表和地下岩层中挖掘的多种形状的空间所进行的工程】（一）坑探的类型：坑探按与地表之间的关系的不同可以分为地表工程（探槽工程）和地下工程（坑道工程）1地表工程：a浅坑与剥土深度＜5mb探槽＜20m2地下工程（图）（二）坑道的要素（图）(三)坑道掘进的工序：重要工序：凿岩、爆破、装岩、运送;辅助工序：支护、通风、排水、铺轨、照明四掘进的方法：按照岩石的性质的不同分为a普通掘进方法b特殊掘进方法（质够）按照机械化程序的不同分为a人工掘进法b机械掘进法

第一章岩石的物理力学性质岩石的物理性质一结构：物质当中各个组成部分的搭配和排列关系岩石的结构:组成岩石的矿物成份，粒度形状及矿物颗粒间的连接关系（胶结物、泥质、钙质、硅质、铁质）二构造：物质当中各个组成部分的安排组织及互相关系

岩石的构造：岩石在生成时及生成后再动力地质作用下新形成的层理、节理和裂隙等

三松散性（碎胀性）：指整体岩石破碎以后自然堆放的体积比整体岩石体积增大的特性用松散系数来表达。四孔隙率（度）：指单位体积的岩石中孔隙体积占总体的百分数

孔隙有两类：a贯通（水在压力时涌水：在无压时，漏水，漏失）b封闭（油气）为了增长盐层当中的孔隙性，增大油气、水的产量，可采用射孔、压裂的方法来增大渗透性五密度和溶重V：总体积p=V0=V+V1P=（孔隙率）（密实度）P0=表观密度（单位体积所具有的重量）溶重是指散粒状的材料六安息角和内摩擦角安息角：颗粒之间没有内聚力的松散的材料内摩擦角（图）第二节岩石的力学性质：一岩石的强度：岩石抵抗外荷载作用小发生的整体破坏的能力影响抗压强度的因素：a岩石的种类和结构b岩石的含水量c实验的方法注：岩石在复杂的应力条件下，其强度要大于单向的应力条件二岩石的硬度：指岩石的变面抵抗工具的侵入能力（强度：整体破坏;硬度：局部破坏（公式）测试的方法：a压入硬度法b摆球硬度法（图）三岩石的弹塑性和脆性（冲击的方法利于弹塑性的碎裂;切削的方法利于塑性岩石的碎裂，同时岩石的深度影响塑脆性）四岩石的研磨性：指研磨工具的能力大小（磨石：砂岩mg/立方厘米）（一）自然因素：构成岩石的结构构造（晶质岩石碎屑岩石图）（二）工艺因素1破碎岩石时的工艺参数取决于(PN)2工具的硬度大小3冲洗戒指的类型和性能参数第二章岩石的可钻性和坚固性第一节岩石的可钻性一定义和指标定义：岩石的可钻性指岩石抵抗破碎能力的大小，他表达了岩石的破碎的难易限度影响因素：岩石的矿物成分、颗粒大小、颗粒的联接形式、岩石的结构和构造（自然因素）、钻进的工艺方法、钻头的类型和质量和钻进规程参数（PNQ）表达的方法：a转速的大小b工具的磨损量c功率的消耗d硬度二岩石可钻性的测定方法和分级表a转速m/sb耗时h/m测定方法：1机械钻速法（实钻法）2压入硬度法3摆球硬度法4微钻法岩石可钻性可分为12级（等级越高难度越大），岩石可钻性等级的高低对于效率和成本有重要影响第二节岩石的坚固性（坑道工程）一普氏分析法：f=R表达岩石的极限抗压限度分为十个等级二凿碎比功法（图）第三章岩芯钻探设备和工具设备:钻机水泵（泥浆泵）钻塔动力机搅拌机；工具：钻进用工具（钻具，孔内工具）;辅助工具钻机1钻机的作用（1）实现钻具的回转和试驾轴向的压力，并进行调解。目的：实现破碎孔底岩石加深钻孔（2）升降钻具和起下套管2钻机的组成（1）回转机构（机械系统）（2）调解钻进机构（液压）（3）升降机构(4)变速机构（5）机架（座）3对钻进的性能规定：（1）最大限度的适应最优化的钻进规程规定：有足够的起重能力工作平稳振动小（2）结构紧凑可适性可御性好适合运送和安装（3）具有适合钻进工作的各种检测表和安全防护装置（4）易于操作便于操作4钻机的类型（1）按照工程的用途分：a岩芯钻进b工程钻机（勘查用小型口径大深度小c水文水井钻机（天津探矿机械厂SPC-300H,600H上海探矿机械厂SPJ）d特种钻机）（2）按照回转机类型的不同分为：a立轴式（地质岩芯钻探）b转盘式（石油钻井水文水井钻井）c动力头式（顶驱式）d工程钻（3）按照机架的不同形式分为：a固动式b车装（轮式履带式）c拖手装一油压立轴式岩芯钻机：（一）XY-4型钻机性能参数1基本性能参数：a钻孔深度直径钻井1000（1200）直径50750b钻孔倾角0～360c外型尺寸2640mmx1100x1750d质量1500kg2回转器（1）正转101～119反转83～281（2）立轴的行程（活塞杆）600mm最大起重力8000kg最大给进力6000kg立轴直径68mm3卷扬机提高速度0.82～3014m/s提高能力34093～9012kg/单绳钢绳直径16mm容量52m4移机装置行程400mm钻机离开孔口250mm5油泵Q=33L/minP=80kg/立方厘米6动力机48HP或30KW（二）钻机的机械传动系动（图）（三）回转器功用和规定：功用---带动钻具回转为钻头破碎孔底岩石提供必要的转速和扭矩；规定：a具有合适的转速和扭具来满足钻进工作的需求b回转器应有正转和反转，正反转的速度满足解决孔内事故和特种钻进工作的需要c回转器应有良好的定向和导向性能适应钻进不同钻孔倾角的钻孔并保证其设计角度d回转器的通孔直径应当比较合适以通过粗径钻具和积极钻杆e回转器工作平稳振动小噪音小（一般立轴式噪音低转盘式反之）（图）（四）调压给进机构1调压给进机构的重要作用：a钻具称重（为了钻进有个合理的轴向压力）b提供一定的轴向压力和给进速度c平衡钻具重量（减压钻进）d倒杆e移动和悬挂钻具f强力起拔钻具（最要不要用这种一般用来解决孔内事故）2对调压给进机构的性能规定：a应具有无级调节轴向压力，且应保持恒定，既能加压，也能减压b能无级调节给进速度（调节进入油缸上腔油量）最佳实现自动调节能向上钻进也能向下钻进c要有快速提高的能力和一定的起重能力d具有一定的观测仪表（油压—轴向压力）钻进速度——钻速扭矩，以便快捷的掌握孔内情况e要尽也许缩短钻进的辅助时间（长行程，快速倒杆，不断转工作3钻机给进系统的实现方法：油压（液压系统）（五）升降机（起重机）：作用1升降钻机的套管2强力起拔钻具3提吊钻具控制钻进速度和钻压;规定1能最大限度的减少升降钻具的时间动力机的功率运用率高提高速度和重量满足工艺规定2要具有一定的荷载能以便强力起拔钻具3操作方便动作灵活平稳劳动强度低工作安全可靠4结构简朴拆装方便行星轮式升降机（图）（六）摩擦离合器组成：动盘（积极盘）、静盘(被动盘，摩擦阻挡圈)（七）机座:组成：底座、前机架、后机架移动油缸（压块挡块（限位））（八）立轴式钻机的重要特点：1加工精度高同轴度好回转速度高2立轴式回转器变角范围大（0～360°）导向性好可钻各种倾角的钻孔3回转器的通孔直径小不能同直径较大的钻具给进的行程短4回转器不能兼做拧卸工具需另配拧管机二转盘式钻机简介：1与立轴式钻机的重要区别：a回转器为独立的部件且与给进机构分开的单独的进行安装传动时可以用链条也可以使用方向轴b回转器有比较大的通孔可钻进大口径的钻孔c给进行程长辅助时间少d回转器可以兼做拧管机e重心低稳定性较好（静止时）f回转器不能自动加压（轴向力）地质岩芯钻探：用钢绳加压；石油钻井：钻链加压（灌铅的粗径钻杆）g定向和导向性能差h加工精度低噪音大I钻孔的倾角多为75～90（图）j密封性差（轴承）2类型：（1）壳体定位（石油钻进、多数）直径大回旋速度低精度差（2）芯管定位（地质钻探）：成本低精度高回旋速度高（BJ系列XP系列）三动力式钻机（图）（一）动力头的作用：1传递扭矩，带动钻具回转拧卸钻具2传递轴向力实现轴向运动实现加减压钻进升降钻具（二）对动力头的规定：1转速的扭矩可以调节最佳是无级调速2有较宽的调速范围以满足钻进工艺的规定3应具有正反转的能力4应能钻进直孔和斜孔5噪音低（三）动力头的类型：1按驱动形式分a机械式b液压式2按照动力头的结构形式分为AB?(四)动力头式钻机的重要特点：1可以实现无级调速（特别是液压式动力头）2给进行程长可减少辅助工作时间提高工效3导向性能耗（与转盘钻机相比）可减少机上运动钻杆的摆动4回转器可以兼做拧卸工具与孔口夹持器相配可实现自动拧卸(T4W工程钻机)第二节钻井用泵：一概述（一）泵的分类定义：泵是通过一定的方式将机械能转变成流体能的一类机械分类：a容积式泵：往复式、柱塞式、隔阂式b靠回转运动部件改变容腔大小的泵如齿轮泵、螺杆泵、叶片泵c靠旋转叶片进行能量转换的泵：离心泵，轴流泵d靠其他方式进行能转换的泵如电磁泵、喷射泵（二）钻进用泵的重要用途：1向孔内泵送清水或泥浆用于冷却钻头悬浮和携带岩粉2用于向孔内输送堵漏材料（如水泥浆）3可以用于孔底动力“冲击回转”“孔底动力机”如“涡轮钻”“螺杆钻”4借助于水泵上的仪表（压力表）了解孔内情况（水压钻进情况）5用于向井场输水（三）钻进对泵的性能规定：1泵量应能在较大的范围内调节（口径）2水泵的压力应能在较大的范围内调节（深度）3泵的流量不应随压力的变化而变化4工作可靠，易损件寿命长便于维修5具有一定的过载保护能力6运移性好正循环钻进时，多采用往复式泵；反循环钻井时，多采用离心式水泵（相对泵量大）二往复式泵（一）往复式水泵的吸排水原理（图）（二）往复式水泵排水的均匀性（数学公式）流量不均匀系数＝越趋近1均匀性越好单缸单作用3.14单缸双作用泵1.27双缸双作用泵1.11ＢＷ－２００型／40三缸单作用泵1.047ＢＷ－250／50型（最大排量250Ｌ最大泵压50ｐａ）（三）往复式泵参数的拟定：1泵的吸水高度的拟定：影响因素ａ大气压（平原10.33ｍ）ｂ液体的密度，粘度2泵量：双缸双作用泵（公式）三缸三作用泵（公式）3泵压：Ｐ＝ｋ（Ｐ1＋Ｐ2＋Ｐ3……）通常ｐ≤50ｋｇ／ｃｍ＝510ＭＰａ水泵的功率Ｎｂ＝QP/效率=0.75～0.8（四）往复式水泵的构造1液力端：泵室（吸排水阀、活塞、活塞缸）2机械（动力）端：曲轴箱，变速箱，离合器3泵的附件：a空气室（稳压罐）b安全阀c三通阀门d压力排水表（图）第三节动力机定义：动力机是指将某种能量（电能、热能）转换成机械能的一类设备常用的有电动机、柴油机一钻探工作对动力机的规定：1动力机的性能或效率不受外荷载大小的影响或影响比较少2动力机的速度能在荷载的作用下具有在恒功率条件下较宽的变化范围N=nF3具有比较大的荷载能力4尺寸小重量轻便于搬迁5结构简朴便于使用和维修且不污染环境6经济性好能量供应方便效率高二电动机的特点1操作简朴事故率低体积小便于搬迁2效率高可以在短时间内有较大的过载3电能输送方便没有污染4润滑油消耗少5调速困难调速时需此外附加设备6功率大的点机需另配起动设备三柴油机的重要特点：1热机中效率最高2单位功率重量小并且移动方便3比较坚固耐用4独立性较强具有一定的调速范围5成本高经济性稍差6结构复杂检修维修困难7低温起动困难第四节钻塔一钻塔的功用和规定重要功用：1升降钻具和套管2解决孔内事故3设备安装和工作场合；规定：1足够的承载力自身具有足够刚度和强度2具有合理的高度3上下部尺寸合理上部应满足天车安装的规定下部应满足设备的安装和工人工作的场合4重量轻运移性好成本低二钻塔类型：1按钻塔的材质分为钢质、木质2按钻塔的构造分为两脚钻塔（A字形）、三角塔、四角钻塔（角钢、管塔）、桅杆式钻塔（车装钻机，桁架，箱形）3按钻孔的角度分直塔、斜塔、直斜两用第五节钻探工具一钻进工具（钻具）钻头、扩孔器（金刚石钻进用）、岩芯管（容纳岩芯的管子）、异径接头、取粉管、套管（图）钻头直径150、130、110、91、75、59；岩芯管套管：直径146、127、108、89、73、54钻杆直径42、50、60、73、89、108、127（图）二附属工具1提引雷（升降钻具）提引器大沟滑轮2加持类垫叉3拧卸类：扳子、钳子（管钳、链钳、自由钳---专门用于拧卸钻杆，套管4打捞类：矢锥（公锥、母锥）勘察技术与工程概论第四章第一节硬质合金钻进定义：硬质合金转进是指采用相称硬度的硬质合金作为切削材料的一种的转进方法。硬质合金转进井底碎岩过程

（1）塑性岩石重要以切削为主;脆性岩石重要以剪崩为主.

碎岩的条件：eq\o\ac(○,1)硬质合金必须具有足够的硬度和强度eq\o\ac(○,2)足够的轴向力和回转力（水平荷载）（2）硬质合金转进的特点和应用范围

1特点：(1)工作稳振动小（与钢粒转进想不）（2）岩芯采用率高孔内事故少孔斜少钻孔质量高（3）可以根据岩性的不同灵活改变钻头的结构钻进效率高（4）操作简朴规程参数（pnQ）（5）硬质合金比较便宜，钻头制作工艺简朴成本低便于修磨（6）不受钻孔的方向、深度、孔径的限制（7）硬岩的钻进效率比较低2合用范围：合用的也许性等级七级以下部分吧唧硬质合金定义：硬质合金是运用极硬脆的碳化钨的粉末加入钴粉来经烧结而成的材料，他属于假合金，我国称之为YG类合金，其硬度可达HRA90Mpa以上，抗弯强度大1400Mpa钴粉：赋予一定的韧性和粘性的骨架材料HRA（超硬材料）、HRB（金属）、HRC钻探工作对硬质合金的规定：（1）硬度大，HRA≧80Mpa耐磨性好（2）抗弯度大≧1150Mpa韧性好（3）热硬性好，导热性强（4）成形性好，便于镶焊（一）硬质合金的牌号和性能：YG4CYG8YG6X(4：合金里面鈷的百分含量;C:粗细—C表粗，X表细)随着鈷的汗来那个的增长，期待哦硬度、密度、耐磨性下降，韧性上升（二）硬质合金的形状和规格1片状2柱状：四方柱、八角（大、中、小）3针状自磨式钻头（硬岩）4球三硬质合金钻头的结构参数1钻头的类型（1）取芯钻头（2）不取芯钻头2硬质合金的镶焊方式：直镶：正斜镶（软底层）；贫斜镶（图）（一）切削具的出刃目的:eq\o\ac(○,1)切入岩石eq\o\ac(○,2)保证冲洗液畅通底出刃：软岩（3-5mm）;硬岩（2—3mm）内外出刃：软岩（2—3mm）；硬岩（1—2mm）（二）切削具的刃角和镶焊角刃角a=75（b=90b＜90b＞90C切削角c=a+bd后角越大冷却效果越好（三）切削具的排列和布置：1排列形式：eq\o\ac(△,1)单环排列eq\o\ac(△,2)多环排列eq\o\ac(△,3)密集排列（图）切削排列和布置应考虑的因素：1切削具应成组地排列在钻具底部完毕切削2前一个切具为后一个切具提供更多自由面提高效率

3提高抗磨性保证磨损一致4便于排粉（四）切削具的组数n≧4（合金）v=hnqh=f(p)其中h表深度n表合金个数q表切削量（五）钻头的水口和水槽：水口水槽四，硬质合金钻进规程：P轴向压力n转速Q冲洗液量对钻头在孔内工作状态，钻进效率钻头的使用寿命钻孔的质量施工安全有重要影响。重要取决于岩石的性质，钻头的结构钻孔的深度，质量规定设备能力钻具的强度等（一）钻压Pp≧s（切削具与岩石的接触面积）·б（强度）p＜小于硬质合金的强度p=P0Xm≥s6P0(490-2023N每块):每颗合金上的压力，m;合金的数量（二）转速（图）钻头线速度V=0.6-1.4m／s对于不同的岩石其v不同：软岩取高值；硬岩取低值（三）冲洗液量Q1冷去钻头2清洗孔底3不悬浮携带岩粉（数学公式）（四）pnQ的配合关系应以实验拟定出合理的匹配关系第二节钢粒钻进定义：钢粒钻进是指用未镶有切削具的钻头刚体，压住不与钻头刚体镶焊在一起呈自由状态，尺寸不大的钢粒并带动其回转翻动而实现破碎岩石的钻进方法（图）钢粒钻进的特性及其应用范围（一）钢粒钻进的井底碎岩过程（图）1轴向力p2脉动冲击力3钢粒碎岩是是随机瞬时的碎岩机理：1压碎碎岩2压裂碎岩36脉动冲击碎石（图）（二）钢粒钻进的优缺陷及其应用范围1特点：eq\o\ac(○,1)可以破碎比钢粒硬度大的硬岩eq\o\ac(○,2)切削材料不用提钻即可补充延长回次进尺eq\o\ac(○,3)可以钻进硬岩及强度研磨性的岩石（可达十二级）eq\o\ac(○,4)可以钻进大直径硬岩钻孔eq\o\ac(○,5)碎岩面积达效率低eq\o\ac(○,6)钻孔质量差eq\o\ac(○,7)钻孔倾角75～90钢粒直径d=0.25～4mm不能钻进大的裂隙性岩层以及滴水量大的地层eq\o\ac(○,8)钻孔直径Dh＞75Qh≥912范围七级～十二级大口径硬岩二钢粒和钢粒钻头（一）钢粒：材质60～70淬火规格：直径2.5～4与钻头体厚度的关系t=3～4d（钢粒厚度）钢粒钻头：1材质45号钢规格直径75～150t=9～11mml（钻头长度）=500mm对钢粒钻头的规定：1压住并带动钢粒回转2顺利地流通冲洗液排除岩粉3补砂导砂性能好4耐磨（图）影响钻头性能的重要因素：1材质45号DZ-40DZ502壁厚3钻头的水口大小和形状（导砂性）（图）三钢粒钻进的规程（一）钻压p（数学公式）（二）转速n=150～250r／m硬岩深孔，裂隙性，岩层取小值：软岩浅孔完整取高值（三）冲洗液量Q作用:清除和携带分选钢粒改水：在回次钻进中减少冲洗液量的操作5L/次回次1～2次清水：Q=25～75L/min泥浆12～45L/min投砂（钢粒）的方法和投砂量：1方法：a一次性投砂b连续投砂（需投砂器）2投砂量;q=1.1～5.2kg/回次第三节金刚石钻进定义：金刚石钻进是采用金刚石作为碎岩材料的一种钻进方法金刚石特性：硬度大，脆性大，易燃烧一金刚石钻进特性及其合用范围（一）井底碎岩过程：1表镶钻头硬岩：脆性以压裂、压碎为主切削为辅软岩：塑性岩石以切削为主，压裂压碎为辅2孕镶（图）(二)金刚石钻进的优越性：钻进效率高；钻孔质量好；设备、工具简便；劳动强度低；孔内事故率低；钻具综合成本低；钻进规程参数易控制；严格按操作规程操作（三）应用范围;七级～十二级二金刚石：（一）金刚石的分类1天然金刚石（浑圆形、碎粒）2人造金刚石（单晶：JR4（特级）JR3（优级）JR？（合格品）；聚晶：保持孔径）（二）金刚石的性质：1硬度大，耐磨性强2脆性强抗冲击性能低3可燃性（三）金刚石的粒度粒/克拉0.2g=1克拉；孕镶用“目”表达目：一寸上有多少个格一寸=25.4mm三金刚石钻头1金刚石钻头的组成：表镶（底刃，边刃，侧刃）图;孕镶（粉末状聚晶）2胎体：用于包镶金刚石的一圈假合金（1）作用：a包镶金刚石b联接钻头体（2）水口水槽（3）性能胎体硬度：HRc=10～45硬岩用小硬度的10～2020~3030～3535～4040~45＞453钻头体：外扣单管钻头；内扣双管钻头金刚石钻头的结构参数eq\o\ac(

,1)金刚石的质量表镶：质量好；孕镶：质量稍差eq\o\ac(△,2)金刚石的含量（浓度）表镶含量;孕镶：浓度（工作层内）400%制25%=100%eq\o\ac(

,3)金刚石的粒度表镶粒/克拉；孕镶：46+60目（混合目、单一目、间断粒级）eq\o\ac(

,4)金刚石的排列a放射线式b螺旋线式c等间距考虑的因素;a排粉顺畅b全面破碎环隙c应有足够的充满度d保证每粒金刚好石剋取的岩石量相等eq\o\ac(

,5)胎体的硬度eq\o\ac(

,6)水口和水槽eq\o\ac(

,7)底唇口的形状：1平地式2圆弧式3阶梯式（单双）4环槽阶梯式四金刚石钻进规程：（一）钻压p表镶F=fm（金刚石粒数）E（粒度）FfmEAR＜p＜fmEAd;孕镶P=p0A5～7Mpa（中硬）7～9Mpa（硬岩）9～11Mpa（极硬）（二）转速表镶v=1.0～3.0m/s；孕镶v=1.5～3.0m/s直径56或59n=800～7100r/m（三）冲洗液量Q;冷却钻头润滑（热容量大）Vf=0.3～0.6m/s第四节冲击回转（以回转为主）钻进（旋冲钻进）1回转钻进石英脉2怎么办-冲击荷载3实现方法：在岩芯管上方加一冲击器一冲击回转钻进特性及其应用范围(一)井底碎岩过程三个外荷载p轴向力（静防止反弹）F冲击荷载Fx水平荷载碎岩的机理：硬脆性岩石：冲击碎岩为主切削为辅；软塑性：切削为主，冲击碎岩为辅（二）冲击钻进的特点和应用范围1特点a岩石的强度在冲击和在作用下减少50%～80%钻进效率高b切削据磨损少（轴向压力低转速低;体积破碎；钻速快；接触时间短）c静压力的存在改善了冲击碎岩的效果d冲击频率高岩石容易产生疲劳破坏e钻孔质量高孔内事故率低成本低2使用的底层条件：可以钻进中硬-坚硬的地层可钻性等级：6～9级钻效率可以钻进打滑底层，易孔弯地层二冲击器（一）冲击器的种类：1按动力介质分a液动式b气动（机械式）2按照结构形式分a有阀式（正作用、反作用、双作用）无阀式（射流式射吸式）（二）冲击器的工作原理：以阀式正作用说明工作过程（图）三冲击回转钻进用的钻头（一）钻头刚体1材料：40Cr或45Cr（强度高）2壁厚：10～14mm3钻头体的长度（稍长）（二）硬质合金：1牌号YG14YG11（鈷的含量高于10%）2形状与尺寸：取芯的钻头（大八角）；不取芯的钻头（球形，锥齿）；其它定形短片状焊接的方法：a铜焊b热挤压嵌入法（过盈配合）（三）硬质合金的排列方式和出刃：a排列方式（同前）b出刃：3～5mm注：重要考虑钻头的抗击压、抗弯强度、粘结强度以提高钻头工作寿命四钻进规程：（一）钻压P硬岩400～500kg；软岩（易变形）800～1000kg（二）钻速nn=30～45rpm金刚石钻进：n=130～450rpm大直径硬岩钻进n=15～30rpm（三）冲洗液量Q水量Q（原则上大一点好）：驱动冲击器、携带岩粉Q=100～200L/min

第五章钻孔冲洗简介第一节概述：一钻孔冲洗介质的功用：1冷却钻头2清洗孔底悬浮和携带岩粉（流动）3保护孔壁（稳定孔壁）Pw（孔内压力）=9.81x10的付三次幂HPf（MPa）P0（底层压力）＜Pw4润滑钻具和钻头5其它方面的作用a破碎岩石（直接破碎：水力冲击钻进、石油钻井、喷射钻井）；间接破碎b孔底动力机的动力因素（冲击器涡轮）c携带矿芯到地表水力输送原理反循环的钻进方法d孔内信息的载体：孔内钻进的情况二钻孔冲洗介质的类型：清水、空气、泥浆（粘土+水）、乳状液、泡沫胶体（d≦0.01um）三钻孔冲洗液方式：1全孔正循环2全孔反循环3孔内局部反循环（公式）翻寻黄中心取样技术CSR孔内局部反循环：上部正循环、下部反循环第二节钻探泥浆一概述（一）泥浆的组成：泥浆是粘土分散在水中所形成的悬浮—溶胶体系组成：粘土（澎润土）+水+解决剂（有机、无机）膨润石：蒙脱石（二）类型：1水茎泥浆a淡水泥浆b盐水泥浆NaCl＞1%——36.5@饱和c钙解决泥浆氢氧化钙、二水硫酸钙、氯化钙d海水泥浆2低固相聚合物泥浆3混油泥浆（乳化剂）4油茎泥浆（石油钻井）5充气泡沫泥浆（发泡剂）二泥浆的重要性能：泥浆的流变方程和流变直线(公式+图)钻孔冲液：是指钻孔冲洗介质在孔内定期或连续的循环过程以清洗孔底、携带岩粉定期清洗：是用在冲击钻进方法连续循环，连续回转泥浆的粘度，切力，触变性，剪切，稀释特性1泥浆的粘度：（公式）粘度是指泥浆爱那个在层流流动时体系内部各种内摩擦力的总和（1）表关粘度（公式）（2）塑性粘度（3）漏斗粘度：相对粘度（700ml水流出500ml）2泥浆的切力（表结构强度的大小）（1）静切力Ｔｓ影响泥浆的悬浮岩粉的能力（2）动切力Ｔｄ影响泥浆的携粉能力3触变性