钻孔工程钻探工程施工组织设计方案书
钻孔工程钻探施工组织设计书
1.钻孔主要岩石的物理力学特性及可钻性
1.1 岩石主要物理力学特性
1.1.1 岩石的矿物组成
不同矿物组成的岩石具有不同的强度。岩石中石英的含量高，而且石英颗粒在岩石中连结成骨架时，则岩石的强度较大，而方解石和白云石等强度较小，在碳酸盐类岩石中方解石含量增加，则岩石的强度降低。
1.1.2 岩石的结构和构造
岩石的结构和构造也影响岩石的力学性质。矿物颗粒的大小、形状、表面特征、晶体结构、胶结物对岩石强度有一定的影响。一般说来，细粒岩石的强度高于粗粒岩石的强度，并且颗粒愈细，其影响就愈大，结晶程度对岩石强度也有影星，在岩浆岩中非结晶物质越多，其强度就愈低。岩石是矿物颗粒的集合体，按其力学性质可分为坚固的，塑性的和松散的。坚固和塑性岩石颗粒之间存在着粘结力和摩擦力。松散岩石间只有摩擦力。故钻进坚固岩石时碎岩困难，松散岩石较易。
1.1.3 岩石孔隙度
岩石孔隙度对岩石结构影响较大，岩石强度随孔隙度的增加而降低。
1.1.4 岩层倾角
岩层倾角影响钻进时钻杆柱对岩石施加的轴向压力，岩石抗压强度受地层倾角影响。
1.1.5 岩石的研磨性
在钻进过程中，钻头破碎岩石，同时也接受研磨变钝，影响因素有摩擦力、滑动速度、摩擦时间。摩擦力取决于正应力和动摩擦系数、岩石粗糙度、摩擦面滑度、滑动速度等。
1.1.6 岩石的含水性
含水性对岩石强度影响很大，矿物颗粒自由面受水分子的影响而改变岩石的物理状态，消弱颗粒间的联系，使岩石强度降低。涌水、突水、漏水影响钻进速
度和困难度。
1.2岩层的可钻性分类
岩石可钻性是是决定钻进钻进效率的基本因素，它受控于岩石的性质，外界技术条件和工艺参数。岩石在钻进过程中抗破碎的能力,它代表钻进的难易程度。它是合理选择钻进方法及相应的钻进工具和规程参数的依据；是制订钻探生产定额和编制钻探生产计划的依据；同时也是对生产机台评定的客观依据。我国将岩心钻探岩石分为十二级。岩石的可钻性可采用如下方式：用岩石力学性质评价岩石可钻性；用实钻速度评价岩石的可钻性；用微钻速度评价岩石可钻性；用碎岩比功评价岩石可钻性。
2.钻孔及钻探工作量
2.1按勘探线或矿段，说明钻孔布置情况及施工顺序
本区有已知勘探线东西向，已知钻孔1。有钻孔1取得的地质资料可知岩层产状为90﹤20，煤层共六层，为获取勘探线上其他地质资料，于孔1正向200m处布置钻孔2.
本次的钻孔为探采结合水文钻孔，钻孔的分布按勘探线分布，钻孔与钻孔之间为200M，本工作区均为浅孔钻进，钻机可同时在勘探线上钻进。
布孔示意图
2.2按钻孔性质、钻孔深度设计分类说明
根据孔深，该钻孔2属于中深孔钻孔的深度可由几米至数千米。目前钻进最深的孔为前联钻进的大陆科学钻探孔，钻深达12000m以上。
2.3水文孔的抽水，止水层数及地质要求
2.3.1水文孔的抽水
水文孔抽水的目的是为了了解水井的性能与效率，抽水的同时测得水位变化，根据这些数据来了解水井及含水层的特性。在这种情况下，抽水结果主要为产水量，降水位与单位出水量，根据这些信息可选择合适的水泵，另一个目的是为获取含水层的有关资料。
2.3.2止水层数
孔口需下孔口管，阻止第四系潜水；需下套管阻止砂岩层、煤层及灰岩层。在水文钻孔中，止水是防止对目的层的干扰，止水的目的是在水文地质钻孔中获得不同层位水文地质资料，其工作的优劣影响资料的准确性和真实性，一般采用套管隔离含水层，为了对两个以上目的层进行测试，常用的止水材料有;海带，桐油石灰，橡胶制品等，在实际中可根据具体条件而选定，也可对又的含水层进行永久止水，就像本次钻孔最终用于供水，通常采用粘土，水泥等材料。本次钻孔的含水层较多，共有5层含水层。
2.3.3地质要求
①地层剖面特别是含水层的有个地质资料；②含水层性状的有个资料；③含水层近远期的平衡条件；④未固结含水层材料的颗粒分析。
2.4按钻进方法列出工作量
本次钻孔钻进到奥系（O2）地层,第四系厚度为27.8米，二叠系为36.5米，石炭系厚度为105.7米，奥系到8米，钻孔深度为177.5米。
3.设备选择及施工安排
3.1确定钻探设备类型
钻探用动力机主要有柴油机和电动机两类，柴油机多用于无电、交通不便的环境；电动机体积小，重量轻，使用维修对环境污染小，经济性能好。本次的钻孔可选用柴油机。水泵采用泥浆泵，有利于排出钻孔中的较大颗粒，维护孔壁的稳定。钻机采用回转钻进。钻塔选用三角钻塔，结构简单稳定性好，拆装方便。泥浆搅拌方法采用搅拌机，若两个单机距离不远，可并用一个机械搅拌。
3.2供水设计
供水应根据钻孔及勘探网的密度水源及地形条件不同的方法向钻场供水和泥浆。当勘探网密度大工程量大时，采用集中供水，在矿区较远山上建贮水池，在水源处设水泵站，将水经管路压送到各机台。贮水池高差较大时可自流。当钻探工作量不大且较分散，而水源较远时，采用汽车送水。如果附近有水源，可就近建立贮水池。在钻进过程中，可根据岩性的不同适当增加泵流量。在软地层可用中压、快转、大泵量；在中硬地层可用大钻压、中转速、中泵量。
4.工程质量要求
对钻井的工程质量要求具体考核共6项：（1）钻孔岩（矿）心采取与整理；（2）钻孔弯曲度；（3）孔深校正；（4）简易水文观测；（5）原始报表；（6）封孔。
4.1钻孔岩（矿）心采取与整理
4.1.1岩矿心的采取率
岩矿心的采取率指在回次钻进过程中，实际取出的岩（矿）心的长度和实际钻进进尺的比值。
采取率反映出取上岩（矿）心的数量，越高越好。根据普查勘探深度的不同，钻进矿层岩层的条件不同，按要求各自有一定的岩矿心采取率，才能满足地质方面的要求。岩心不低于65%，岩矿心不低于75%，如不足应进行补取。
4.1.2 完整性
所谓的完整性即取出的岩心，矿心要求保持天然的结构和构造。如岩石的胶结状态，孔隙度，层理，片理，原始接触界面，矿物的颗粒形状，大小等。以便划分矿石类型，观察其原生结构和共生关系。
4.1.3 纯洁性
要求取上的岩矿心不受外污的侵蚀，以免影响矿石的品位，品级和物理性能。
4.1.4 避免选择性磨损
岩矿心的选择性磨损，会使其在物质成分发生变化，造成矿物人为的贫化和富集。从而歪曲原来的品味和品级，丧失其代表性。为避免选择性磨损，在矿层钻进时，一般都采取结构性能好的钻具，限制钻进时间和控制进尺长度等方法与技能措施。
4.2钻孔弯曲度
为说明钻孔轨迹某段的弯曲强度，采用曲率K或弯曲强度i,弯曲强度和曲率部表示钻孔单位长度上角度的变化量。他们的关系是：
I=360K/π=57.3K
钻孔轨迹单位长度的顶角变化量，称顶角弯曲强度；单位长度的方位角变化