《岩土钻掘工程学》实验课.ppt

* * 《岩土钻掘工程学》实验 中国地质大学（北京） 地质资源勘查实验教学中心 第一页，共二十四页。 实验一 岩石性质测定 一、实验目的： 1、了解压入硬度计和摆球硬度计的结构及测试原理，掌握其操作方法； 2、了解岩石超声波测试仪的的测试原理和岩石微钻速度的测试方法； 3、一般了解肖氏硬度计，洛氏硬度计的测试原理及使用操作；． 4、根据测得的岩石硬度值，声速值及微钻速度后进行岩石可钻性分析； 第二页，共二十四页。 二、实验仪器： 1、WYY一1岩石压入硬度计 2、WYQ-I型摆球硬度计 3、HS—19型肖氏硬度计 4、HR－150A洛氏硬度计 5、CYC—4型超声波岩石检测仪 6、BPFJ型换能器 7、通用示波器 第三页，共二十四页。 三、实验注意事项 各仪器在讲授前不得随意触动； 本次实验以外的仪器不要随意触动； 实验前要求预习各仪器的工作原理和测试原理； 实验时严格按老师讲授的步骤和注意事项去做； 实验完毕擦拭干净仪器并清理仪器周边卫生。 第四页，共二十四页。 第五页，共二十四页。 第六页，共二十四页。 四、思考题 当所测岩石压入硬度，摆球硬度不在一个区间时，可否根据以下公式综合确定岩石级别： K=3.1980+0.00854Hy+0.02578Hn， 如有一块硬橡胶和—块岩样，分别在摆球硬度上测定硬度，会得出什么结果？为什么? 若用肖氏硬度计又会如何？ 现有的各种岩石性质测试方法还存在哪些问题?你认为可以做那些改进? 第七页，共二十四页。 实验二、岩芯钻探工具 钻探工具包括：钻进工具、提引工具、拧卸工具、打捞工具四大类。 一、实验目的： 了解各类钻探工具的名称，用途、规格、简单结构及特点； 重点了解金刚石钻头，硬质含金钻头，钢粒钻头的结构要素并对其进行测绘； 能正确选用各种钻探工具。 第八页，共二十四页。 二、实验内容： 1.钻头： 　　　钻头根据破碎岩石的磨粒材质和碎岩特点不同可分为金刚石钻头，硬质合金钻头，钢粒，牙轮钻头四大类。 第九页，共二十四页。 （1）金刚石钻头 　　金刚石钻头，按金刚石包镶形式不同，分为表镶金刚石钻头和孕镶金刚石钻头、金刚石复合片钻头和电镀金刚石钻头； 　　按钻头用途不同，可分为取心钻头，不取心钻头，套管钻头和特殊钻头； 　　取心钻头又可分为单管钻头和双管钻头。 　　本次实验除了解金刚石钻头类型外要求分别测绘一种表镶金刚石钻头和孕镶金刚石钻头。要求测量钻头内、外径，钻头体外径，丝扣长度，胎体厚度和高度，钻头总长度，水口规格和数量等。了解钻头胎体硬度，金刚石粒度，金刚石浓度，内外径补强方法，金刚石种类和强度，金刚石的分布，水口形状，底唇面形状等。 第十页，共二十四页。 （2）硬质合金钻头 　　硬质合金钻头也可分为全面钻头和取心钻头。常用的全面钻头有三翼阶梯式，矛式，刮刀式，鱼尾式，三翼补强式等，常用的取心钻头有，螺旋式肋骨合金钻头，阶梯式肋骨合金钻头，品字型、三八连续掏槽式，大八角合金钻头，内外镶合金钻头，单双粒合金钻头和破扩式合金钻头。 　　本次实验重点测量一种硬质合金取心钻头的内、外径，钻头体外径，高度，丝扣长度，钻头总长度，合金内、外、底出刃量，合金刃角和镶焊方式，有无肋骨，肋骨数和类型，合金形状、数目和排列方式，水口形状、规格和数量等。若为自磨式针状合金块钻头，则需了解胎块尺寸和数量。胎块内针状合金数及其排列方式。 第十一页，共二十四页。 （3）钢粒钻头 本次实验主要测量钢粒钻头的内、外径，高度，丝扣长度，水口规格，形状，钻头壁厚。 （4）牙轮钻头 牙轮钻头分为铣齿式和镶齿式，注意两类钻头的结构特点。 2．扩孔器 金刚石钻进必须配备扩孔器，其作用是修整孔壁，保持孔径，减轻钻具摆动，提高钻头寿命。在单管钻具中还起限制卡簧上移的作用。扩孔器由金刚石，胎体，钢体三部分组成。 扩孔器的种类，按用途可分为单管扩孔器和双管扩孔器 ， 按侧面形状不同又可分为直条状、螺旋形，和直棱形扩孔器。 第十二页，共二十四页。 3. 提引工具 提引工具是钻探升降工序中必不可少的工具，主要包括：提引器、提引环、滑车、提引梁、水龙头等。 4. 拧卸工具 拧卸工具包括夹持和拧卸两类，多用于地面连接或拆卸钻具、套管等工作，主要包括垫叉、钻杆夹持器、套管夹板、球卡夹持器、木马夹持器、拧管机、板叉及各种钳子等。 5. 打捞工具 钻探工作中由于种种原因，往往会发生钻具折断，卡钻，埋钻、烧钻以及套管事故等。要求选用合理的打捞工具，处理这些孔内事故，把孔内事故时间压缩到最低限度，常用的打捞工具主要有：千斤顶、丝锥、套管公