鉆探工藝本課程主要講授以下內容：緒論（2學時）第一章巖石的性質與可鉆性（6學時）第二章硬質合金鉆進（12學時）

第三章金剛石鉆進（16學時）

第四章鋼粒鉆進（8學時）第五章沖擊回轉鉆進（16學時）第六章巖礦心采取（12學時）第七章鉆孔彎曲（12學時）第八章孔內事故的預防與處理（14學時）緒論第一節概論第二節鉆探工程應用范圍第三節常用鉆探方法第四節鉆探技術的發展概況第一節概論《鉆探工藝》是一門應用技術課程，是鉆探技術專業的主要專業課程。本課程的任務是研究、闡述鉆探工藝的基本理論、鉆探施工的技術方法、鉆探生產工藝流程。通過本課程的講授，應使學生較全面地掌握各種鉆探工藝的基本知識、基本技能和基本理論；了解巖石性質與鉆探的關系，巖石可鉆性及其定級方法；掌握不同地層的鉆探施工方法和操作技能；掌握各種鉆探工具、儀器的工作原理，并會合理的選擇、使用和維護；能初步學會復雜地層鉆進技術；沖孔與護壁堵漏技術及沖洗液的配制方法；掌握工程地質鉆探技術。《鉆探工藝》又是一門實踐性極強的課程。因此，在教學過程中必須重視實踐性教學中的各個環節，要充分利用試驗、實習和參加生產實踐的機會，做到理論與實踐相結合，以培養學生的實際操作技能和獨立工作的能力。第二節鉆探工程應用范圍凡是利用鉆機及其它鉆探設備向地下進行鉆鑿孔眼，并取出巖心、巖粒，向孔內投放測試儀器，以了解不同深度巖層的地質情況，為礦床勘探、工程施工等提供地質資料的工作，可統稱為鉆探工程。一般說，凡是要取出孔內巖心的鉆探工作，統稱為巖心鉆探。而為開采地下石油、天然氣、鹽水或地下水等的鉆進工作，統稱為鉆井工程。凡為了探查壩基、橋基、路基、港口碼頭、大型或高層建筑的基礎鉆探工作，通常稱為工程鉆探。凡進行各種基礎灌注柱、地下連續墻、土層錨桿、地基加固等技術鉆進工作，通稱為工程施工鉆或巖土工程鉆。鉆探工程在國民經濟中占有很重要的地位，它的應用極為廣泛。現將鉆探工程的主要用途歸納如下：(1)地質普查鉆探：為揭露地表，探明基巖性質、產狀、分布、地質構造等，或為配合物探工作而進行爆破鉆孔，以及普查找礦鉆探等。在地質普查找礦中常用地表取樣鉆或淺孔輕便鉆等。(2)礦產勘探鉆探：詳細查明礦區地質構造、礦體產狀、品位、儲量及礦區水文地質等，為礦產的開采提供必要的地質資料。通常在勘探礦區布置一定的勘探網或勘探線，一般用固定式鉆機進行鉆探。(3)水文地質鉆探：為查明地下水的賦存狀態、水質水量及其運動規律等水文地質情況，以及農業、工業、國防、生活用水等，都需要進行水文鉆探；根據探采結合的精神，有時在水文勘查后進行水井的成井工作。水文水井鉆探多以專門的水文水井鉆機進行鉆探或鉆井。(4)工程地質鉆探：為查明橋基、壩基、路基、水庫、港口、大型建筑物和大型設備基礎的鉆探工作，鉆孔大多為淺孔并有特殊的取樣要求。工作中都用特制的工程鉆機進行鉆探。(5)油、氣田鉆探：石油、天然氣的勘探及開采都需要進行鉆探工作。通常石油、天然氣勘探鉆井和開采鉆井結合在一起，通稱石油鉆井。此類鉆井較深，大都用專門的設備進行鉆探。(6)工程技術鉆探：利用鉆探工程進行工程施工和為達到工程技術目的進行的鉆探工作，如坑道掘進指示孔、探氣孔、通風孔、排水孔、凍結孔、灌漿孔、運輸孔、安裝線路和管路的鉆孔，各種觀測孔及專門的航標孔鉆探等。(7)工程施工鉆探：多應用于基礎樁的灌注建造工作及地下連續墻、土層錨桿、地基加固等工程；以及為巖土工程服務的各項工程施工的鉆鑿工作。隨著科學技術和國民經濟的迅速發展，鉆探工程又開辟了許多新的領域，例如目前正在大力開展的為開發地熱資源及大陸架海底石油、天然氣資源的地熱鉆探和海洋(石油)鉆探、濱海鉆探、海底地質鉆探和大型建筑工程施工鉆探等。為了解新地區和地球深部地質情況，還進行了南極極地鉆探和超深井鉆探，以及月球表層鉆探等。以上情況，進一步表明鉆探工程的應用范圍有了新的擴展。第三節常用鉆探方法根據破碎巖石的機理不同，鉆探方法可分為機械的、物理的和化學的三種。機械方法破碎巖石，主要是以外集中載荷使巖石中產生很大的局部應力而破碎。因此，在機械破碎巖石時，根據外力作用的性質和施加方式的不同，機械鉆探方法主要分為沖擊鉆探、回轉鉆探、沖擊回轉鉆探三大類。沖擊鉆探回轉鉆探沖擊回轉鉆探鉆探工作的程序現以巖心鉆探為例，說明鉆探工作的程序。其設備安裝布置如圖0—1所示。鉆進時，根據所鉆巖石性質和鉆頭直徑、類型的不同，使鉆機立軸帶動鉆具以不同的轉速回轉，并借助于鉆機上的給進裝置給鉆頭以必要的軸向壓力。于是鉆頭回轉，并切入巖石而鉆出環狀孔底，形成巖心2。隨著鉆孔的加深，巖心進入巖心管3。鉆頭鉆進巖石時，產生大量的熱量和巖粉。為了冷卻鉆頭，凈化孔底巖粉，并將巖粉排到地表，需要不斷沖洗鉆孔。水泵通過吸水膠管23把沖洗液從水源箱22中吸出，通過高壓膠管17、提引水接頭10和鉆桿柱5送入孔內，沖洗孔底并冷卻鉆頭，把破碎的巖石顆粒(巖粉)從孔底沿著鉆孔送到地表。沖洗液從孔內出來流入沉淀箱21和循環槽20，巖粉在此進行沉淀和凈化；被凈化的沖洗液再流入水源箱22，從水源箱再送入孔內。鉆進過程中，當巖心管充滿巖心或因某種原因不能繼續鉆進時，應著手提鉆，將鉆具提出鉆孔。開始提鉆前，應把巖(礦)心卡牢在巖心管底部，并扭斷；巖心卡住后借助于升降機16、游動鋼繩12、天車13、帶有提引器的游動滑車11將鉆具提到地表，并將鉆桿柱卸成單個的立根，立根由兩根以上的鉆桿連接而成。立根長度取決于鉆塔的高度；擺放在立根臺上。巖心鉆具提到地表以后，卸下鉆頭，并小心謹慎地從巖心管中取出巖(礦)心，配好鉆具，再下入孔內繼續鉆進。每一次提鉆時，均應檢查鉆頭，當鉆頭確已磨損時，須用完好的鉆頭替換。從每次下降鉆具，經過鉆進，到采取巖(礦)心、提起鉆具為一個鉆程，稱為一個鉆進回次。每個鉆孔視鉆孔的深度，通過幾個至數百個鉆進回次，使鉆孔達到設計孔深。第四節鉆探技術的發展概況鉆探技術是我國古代許多科學技術發明之一，古代人為了尋找飲用水而挖鑿水井。故從鉆探技術的演變過程來說，“鑿井”可算作我國鉆探歷史的開端，鑿井可追朔到春秋戰國時代和周朝，甚至更早。以四川鹽井而言。史書記載開始于秦，實際上鑿淺井取鹵水在秦以前(公元前約400年)已開始。在出土文物漢磚上就有自鹽井汲取鹵水煮鹽的圖案。據歷史材料記載，唐朝鑿井已有640余口。明朝宋應星著《天工開物》中對四川地區開鑿鹽井有如下記載：“凡蜀中石山在向下遠者。多可造井取鹽，鹽井周圍不過數寸，其上口一小盂覆之有余。深必十丈以外，乃得鹵信，故造井功費甚難，其器冶鐵錐，如錐嘴形，其尖使極剛利，向石山舂鑿成孔。其身破竹，纏繩夾懸此錐。每舂深入數尺，則又以竹接其身，使引而長。初人丈許，或以足踏錐梢，如舂米形。太深則用手棒持頓下，所舂石成粉碎，隨以長竹接引，懸鐵盞之而上。大抵深者半載，淺者月余，乃得一井成就。”先民們用傳統的方法于清道光6年（1835年）鉆成了第一口超1000m（1001.42m）的燊海井，使鉆井技術達到了新高峰，該井被聯合國教科文組織定為19世紀中葉前的鉆井世界紀錄。英國著名科學史專家李約瑟博士在其《中國古代科學技術文明史》一書中認為，中國鉆探科學技術對世界石油天然氣勘探開發技術產生了巨大的啟蒙、奠基和推動作用，在國際上領先數百年至一千多年。因此，在美、英、德、俄等國出版的石油鉆井教材和鉆探手冊中，開篇總是介紹一些中國的古代鉆探史料。有的學者還將中國這一偉大的創造譽為是繼指南針、火藥、造紙、印刷術之后中國古代的第五大發明。隨著工業技術的進步，直接破碎巖石的磨料、鉆具形式及與之相適應的鉆探設備都在不斷改進。除了碎巖材料的長足進步外，繩索取心工藝、反循環連續取樣工藝、多孔底定向鉆進技術、鉆探和掘進生產過程的自動化與最優化、高分子聚合物材料護壁堵漏技術等等方面的技術創新，都在多年的巖土鉆探實踐中經受了考驗，并產生了明顯的經濟效益。十分明顯，巖土鉆探工程已廣泛應用于：(1)礦產資源勘探和部