红丫口煤矿zk33钻探施工设计暨s75绳钻接手易损情况探讨 勘察技术与工程毕业论文Word格式文档下载.docx
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第一章前言
1.1煤田地质钻探技术现状
随着钻探设备、工艺的不断改进,钻探人员技能的不断提高,煤田地质钻探也开始逐渐使用各种新的技术和装备,比如绳索取芯技术、潜孔锤钻进技术和新泥浆体系等,使得在钻进速度和质量上都有快速的提升。
但同时由于煤田地层情况的复杂性,还存在许多问题需解决:
(1)钻探施工组织管理跟不上时代发展,在与市场接轨后,显现出效率低、效益差等问题;
(2)配套设备的研制根本上施工的需求,造成大量工程的施工无法以最优方式进行,效率低,事故频发,成本过高;
(3)钻探施工技术人员素质较差,受过专业培训的人员较少,使得许多技术无法按规程实现,管理效率低下;
1.2设计的主要内容
本设计结合云南省罗平县红丫口煤矿勘探项目,包括以下几个方面的内容:
(1)钻孔施工设计,包括钻孔结构设计、施工流程设计、设备选择和机场布置等;
(2)工艺设计,包括钻进工艺、钻井液工艺等;
(3)钻孔工程质量设计,包括钻孔弯曲测量与预防、取芯方法等;
(4)施工组织设计,包括组织结构、人员配置等。
1.3选题意义
钻杆是勘探施土的必备土具。
近年来,随着我国地质勘探事业的发展,钻探土作量的逐年增多,钻杆用量越来越大,作为关键连接部件的钻杆接头的用量更是逐年增加。
我队在钻杆加土、钻探施土及钻杆维修过程中的统计数字表明,约60%的钻杆失效事故发生在关键连接部位钻杆接头处。
钻杆接头作为钻杆的连接部件,在钻进过程中需经常拧卸,需要承受拉伸、扭转、弯曲、振动、冲击等多种复杂载荷的作用,这就要求接头必须具有较高的强度和良好的韧性。
但因加土螺纹,又使其强度降低。
2009年,在邯郸三陵乡煤矿施土中,在钻孔近1200m时一,由十接头断裂致使该孔报废损失60多万。
所以,研究钻杆接头螺纹部位失效机理,研究提高接头质量,对减少接头早期失效事故,提高钻井效率和节约钻探成本具有十分重要的意义。
1.4专题介绍
由于本钻探工程中钻杆接手经常发生磨损断裂,而且在本地区先前的钻进过程中,这一问题造成了大量损失,于是专题探讨了影响钻杆接手失效的因素,分析了接手磨损断裂产生危害的原因,对其产生危害的全过程进行了解析,探讨了在各个环节抑制其产生作用的方法。
影响钻杆接头失效的因素比较复杂,包括结构设计、制造工艺以及操作工艺等因素。
本文对影响钻杆接手的各种因素进行了深入的分析探讨,并给出了个人的观点和建议。
第2章矿区概况及工程施工要求
2.1矿区位置及水电情况
(1)矿区位置
勘查区位于罗平县城300°
方向,直距约12km,地处罗平县九龙镇境内。
东起大寨村、得来克,西止红丫口;
北起小阿启村民小组,南止鲁邑村。
其地理坐标:
北纬24°
56′15″~24°
58′45″,东经104°
11′12″~104°
12′57″。
查区南北长约4.42km,东西宽约2.73km,面积为12.06km2,由8个拐点坐标圈定,见表2-1。
红丫口勘查区(合并后)拐点坐标一览表表2-1
拐点编号
大地坐标
北京54坐标
西安80坐标
经度
纬度
横坐标(X)
纵坐标(Y)
1
104°
11′12″
24°
58′15″
2763118
35417955
2763059
35417875
2
11′42″
2763113
35418797
2763054
35418717
3
58′45″
2764036
35418802
2763977
35418722
4
12′42″
2764026
35420485
2763967
35420405
5
57′45″
2762180
35420474
2762121
35420394
6
12′57″
2762181
35420895
2762122
35420815
7
56′15″
2759489
2759430
8
2759498
35417936
2759439
35417856
(2)水电情况
矿区无电,有水源,水源距钻场垂直高差20m。
2.2、交通
区内有小阿启~撒召~鲁邑~牛街近南北向简易乡村公路穿越,在牛街附近与罗平~曲靖公路相连,北西约110km可至曲靖市;
西南约5km可至罗平县城,约220km可至昆明。
南(南宁)~昆(昆明)铁路从罗平县城区通过,并设有客、货车站。
总的来说,区内交通较为便利,为未来矿井煤炭资源的开发利用创造了良好的交通条件,见图2-1。
图2-1交通位置示意图
2.3矿区自然地理概况
2.3.1地形地貌
本区地处云贵高原腹地,属构造剥蚀作用形成的低中山地貌。
地形起伏不大,总体为中部高,北部及北西部低。
区内地表一般标高在1800~1950m之间,最高点为北面的大坡上山头,标高2018.7m,最低点为东侧的牛街河,标高1660m,相对高差358.7m。
区内缓坡及沟谷地段多被垦植为农田、旱地,陡坡段多为灌木林覆盖,地形地貌属中等复杂,见图2-2。
图2-2地形地貌(镜头向西摄)
2.3.2、水文、气象
本区主体段无大的河流、库塘等地表水体,但季节性溪沟较发育,溪沟水受大气降雨控制,具有涨落迅速之特点。
撒召小溪发育于矿区北部,向南流至撒召乡政府北部老祖坟坡附近潜流入地下,以暗流形式注入牛街河。
牛街河(又名非格河),发源于矿区北约11km的鸭格塘,蜿蜒向南迳流,于矿区东北侧附近折向东流入南盘江支流,属珠江水系。
本区属亚热带高原型暖湿气候,每年12月至次年2月为霜冻期,5~9月份为雨季,尤其以7月降雨量最大,约占全年降雨量的40%,全年平均降雨量为1169mm,日最大降雨量为87.5mm。
全年蒸发量为2312.1mm,年最高气温34.9℃,最低气温-6℃,年平均气温15℃。
气候特点归纳为:
冬春干旱,气候干燥,夏季多雨湿润,且冬寒夏温,春暖秋凉。
每年12月至次年5月为旱季,多风,主导风向为西南风,最大风速达7级(风速为15m/秒)。
2.3.3、地震
据中国地震动参数区划图(GB18306-2001)及《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001),本区(属罗平县)地震动峰值加速度为0.05g,地震动反应谱特征周期为0.35s,本区抗震设防烈度为Ⅵ度,属无震害区。
2.3.4、经济状况
本区所在的罗平县系滇东主要农产区之一,粮食作物以水稻为主,次为玉米、洋芋、荞麦等;
经济作物主要为烤烟。
区内居住着汉、彝两个民族,大型工矿企业较少,地方经济条件相对较差,但旅游资源较丰富,旅游业较发达。
居民收入以务农为主,次为外出务工。
2.4矿区地层情况及水文地质条件
2.4.1地层情况
(1)第四、三系(Q+N)
上部浅黄色、浅褐色黄土,下部紫红色弱粘土,底部有卵砾石层。
(2)洛河组(K1L)
岩性为紫红色、棕红色中~粗粒长石砂岩,中夹3~5层中厚层状杂色粗砾岩层及薄层棕色砂质泥岩。
砂岩成分主要为石英、长石,次棱角~次圆状,分选一般,钙泥质胶结,具大型板状交错层理,局部含有粗砾岩块夹中厚层状和透镜状粗砾岩,上部层段有砂砾岩存在,中下部夹有砾岩层。
(3)宜君组(K1y)
岩性为杂色巨厚层状粗砾岩,夹粗砂岩透镜体。
砾石成分主要为花岗岩、变质岩块次为石英岩块。
砾径一般5~15cm,最大25cm以上,次棱角-次圆状,分选差,基底式或孔隙式胶结,致密坚硬。
与下侏罗统安定组假整合接触。
(4)安定组(J2a)
为棕红色、紫红色砂质泥岩,夹薄层紫灰色、灰绿色中~粗粒砂岩,底部为1~3米含砾粗岩。
砂岩成熟度低,以长石杂砂岩为主,次为长石石英杂砂岩,次棱角状,分选差,钙泥质胶结,块状。
泥岩含砂量高,并含钙质结核。
(5)直罗组(J2z)
上部紫红色、灰绿色、紫灰色泥岩及砂质泥岩,夹灰绿色、灰紫色中粗粒砂岩,含黄铁矿结核;
下部以灰绿色,灰白色砂岩为主,底部为灰白色含砾粗砂岩,分选差,泥质胶结,砾石成分以石英岩块为主,砾径1-5cm。
与下伏延安组假整合接触。
(6)延安组(J2y)
延安组为含煤地层,井田内无出露。
其岩性以河沼相砂泥岩沉积为主,含煤5层,底部4煤为主要可采煤层。
延安组下部为铝质泥岩、褐灰色泥岩、砂质泥岩、4煤及4-1煤;
中部为灰色中~粗粒砂岩,粉砂岩及薄层泥岩,底含细砾,含1~2层薄煤或煤线;
上部为灰色砂泥岩互层,含
(1)2号煤。
与富县组或三叠系胡家村组假整合接触。
(7)富县组(J1f)
岩性为灰色、紫灰色泥岩,与下伏地层假整合接触。
(8)胡家村组(T3h)
岩性为灰绿色、灰白色粉细砂岩夹灰色、灰黑色泥岩。
2.4.2水文地质条件
(1)第四系更新统砂黄土孔隙~裂隙潜水含水层与砂粘土隔水层
遍
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