工學(xué)類巖土鉆掘工程學(xué)實(shí)驗(yàn)

1、巖土鉆掘工程學(xué)實(shí)驗(yàn)中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）地質(zhì)資源勘查實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)一 巖石性質(zhì)測(cè)定巖石性質(zhì)測(cè)定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模阂?、?shí)驗(yàn)?zāi)康模?1、了解壓入硬度計(jì)和擺球硬度計(jì)的結(jié)構(gòu)及測(cè)試原理，掌握其操作方法； 2、了解巖石超聲波測(cè)試儀的的測(cè)試原理和巖石微鉆速度的測(cè)試方法； 3、一般了解肖氏硬度計(jì)，洛氏硬度計(jì)的測(cè)試原理及使用操作； 4、根據(jù)測(cè)得的巖石硬度值，聲速值及微鉆速度后進(jìn)行巖石可鉆性分析；二、實(shí)驗(yàn)儀器：二、實(shí)驗(yàn)儀器：1、WYY一1巖石壓入硬度計(jì)2、WYQ-I型擺球硬度計(jì)3、HS19型肖氏硬度計(jì)4、HR150A洛氏硬度計(jì)5、CYC4型超聲波巖石檢測(cè)儀6、BPFJ型換能器7、通用示波器三、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)三、實(shí)

2、驗(yàn)注意事項(xiàng) 1. 各儀器在講授前不得隨意觸動(dòng)；2. 本次實(shí)驗(yàn)以外的儀器不要隨意觸動(dòng)；3. 實(shí)驗(yàn)前要求預(yù)習(xí)各儀器的工作原理和測(cè)試原理；4. 實(shí)驗(yàn)時(shí)嚴(yán)格按老師講授的步驟和注意事項(xiàng)去做；5. 實(shí)驗(yàn)完畢擦拭干凈儀器并清理儀器周邊衛(wèi)生。四、思考題1. 當(dāng)所測(cè)巖石壓入硬度，擺球硬度不在一個(gè)區(qū)間時(shí)，可否根據(jù)以下公式綜合確定巖石級(jí)別： K=3.1980+0.00854Hy+0.02578Hn，2. 如有一塊硬橡膠和塊巖樣，分別在擺球硬度上測(cè)定硬度，會(huì)得出什么結(jié)果？為什么? 若用肖氏硬度計(jì)又會(huì)如何？3. 現(xiàn)有的各種巖石性質(zhì)測(cè)試方法還存在哪些問(wèn)題?你認(rèn)為可以做那些改進(jìn)? 實(shí)驗(yàn)二、巖芯鉆探工具實(shí)驗(yàn)二、巖芯鉆探工具

3、鉆探工具包括：鉆探工具包括：鉆進(jìn)工具、提引工具、擰卸工具、打撈工具四大類。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模阂?、?shí)驗(yàn)?zāi)康模?. 了解各類鉆探工具的名稱，用途、規(guī)格、簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)；2. 重點(diǎn)了解金剛石鉆頭，硬質(zhì)含金鉆頭，鋼粒鉆頭的結(jié)構(gòu)要素并對(duì)其進(jìn)行測(cè)繪；3. 能正確選用各種鉆探工具。 二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1.鉆頭：鉆頭根據(jù)破碎巖石的磨粒材質(zhì)和碎巖特點(diǎn)不同可分為金剛石鉆頭，硬質(zhì)合金鉆頭，鋼粒，牙輪鉆頭四大類。（1 1）金剛石鉆頭）金剛石鉆頭金剛石鉆頭，按金剛石包鑲形式不同，分為表鑲金剛石鉆頭和孕鑲金剛石鉆頭、金剛石復(fù)合片鉆頭和電鍍金剛石鉆頭；按鉆頭用途不同，可分為取心鉆頭，不取心鉆頭，套管鉆頭和特殊鉆頭；取心鉆頭又可分為

4、單管鉆頭和雙管鉆頭。 本次實(shí)驗(yàn)除了解金剛石鉆頭類型外要求分別測(cè)繪一種表鑲金剛石鉆頭和孕鑲金剛石鉆頭。要求測(cè)量鉆頭內(nèi)、外徑，鉆頭體外徑，絲扣長(zhǎng)度，胎體厚度和高度，鉆頭總長(zhǎng)度，水口規(guī)格和數(shù)量等。了解鉆頭胎體硬度，金剛石粒度，金剛石濃度，內(nèi)外徑補(bǔ)強(qiáng)方法，金剛石種類和強(qiáng)度，金剛石的分布，水口形狀，底唇面形狀等。（2 2）硬質(zhì)合金鉆頭）硬質(zhì)合金鉆頭硬質(zhì)合金鉆頭也可分為全面鉆頭和取心鉆頭。常用的全面鉆頭有三翼階梯式，矛式，刮刀式，魚尾式，三翼補(bǔ)強(qiáng)式等，常用的取心鉆頭有，螺旋式肋骨合金鉆頭，階梯式肋骨合金鉆頭，品字型、三八連續(xù)掏槽式，大八角合金鉆頭，內(nèi)外鑲合金鉆頭，單雙粒合金鉆頭和破擴(kuò)式合金鉆頭。本次實(shí)驗(yàn)重

5、點(diǎn)測(cè)量一種硬質(zhì)合金取心鉆頭的內(nèi)、外徑，鉆頭體外徑，高度，絲扣長(zhǎng)度，鉆頭總長(zhǎng)度，合金內(nèi)、外、底出刃量，合金刃角和鑲焊方式，有無(wú)肋骨，肋骨數(shù)和類型，合金形狀、數(shù)目和排列方式，水口形狀、規(guī)格和數(shù)量等。若為自磨式針狀合金塊鉆頭，則需了解胎塊尺寸和數(shù)量。胎塊內(nèi)針狀合金數(shù)及其排列方式。（3 3）鋼粒鉆頭）鋼粒鉆頭 本次實(shí)驗(yàn)主要測(cè)量鋼粒鉆頭的內(nèi)、外徑，高度，絲扣長(zhǎng)度，水口規(guī)格，形狀，鉆頭壁厚。 （4 4）牙輪鉆頭）牙輪鉆頭 牙輪鉆頭分為銑齒式和鑲齒式，注意兩類鉆頭的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。2 2擴(kuò)孔器擴(kuò)孔器 金剛石鉆進(jìn)必須配備擴(kuò)孔器，其作用是修整孔壁，保持孔徑，減輕鉆具擺動(dòng)，提高鉆頭壽命。在單管鉆具中還起限制卡簧上移的作

6、用。擴(kuò)孔器由金剛石，胎體，鋼體三部分組成。 擴(kuò)孔器的種類，按用途可分為單管擴(kuò)孔器和雙管擴(kuò)孔器 ， 按側(cè)面形狀不同又可分為直條狀、螺旋形，和直棱形擴(kuò)孔器。3. 3. 提引工具提引工具 提引工具是鉆探升降工序中必不可少的工具，主要包括：提引器、提引環(huán)、滑車、提引梁、水龍頭等。4. 4. 擰卸工具擰卸工具 擰卸工具包括夾持和擰卸兩類，多用于地面連接或拆卸鉆具、套管等工作，主要包括墊叉、鉆桿夾持器、套管夾板、球卡夾持器、木馬夾持器、擰管機(jī)、板叉及各種鉗子等。5. 5. 打撈工具打撈工具 鉆探工作中由于種種原因，往往會(huì)發(fā)生鉆具折斷，卡鉆，埋鉆、燒鉆以及套管事故等。要求選用合理的打撈工具，處理這些孔內(nèi)事故

7、，把孔內(nèi)事故時(shí)間壓縮到最低限度，常用的打撈工具主要有：千斤頂、絲錐、套管公錐、沖擊把手、吊錘、鉆桿沖擊接頭，反事故接頭、套管割刀、套管銑刀、撈管器、反管器、磁力打撈器及其它工具等。三、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求三、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 1. 根據(jù)實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容測(cè)繪一個(gè)硬質(zhì)合金鉆頭和一個(gè)金剛石鉆頭的結(jié)構(gòu)要素，并說(shuō)明其適用地層條件。 2.根據(jù)所拆裝的水龍頭，畫出其結(jié)構(gòu)示意圖，并注明零件各稱。 3.舉出四種常用的打撈孔內(nèi)事故工具的名稱和作用。實(shí)驗(yàn)三、鉆進(jìn)方法實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)三、鉆進(jìn)方法實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?、?shí)驗(yàn)?zāi)康?本次實(shí)驗(yàn)是在學(xué)完巖石性質(zhì)，鋼粒鉆進(jìn)，硬質(zhì)合金鉆進(jìn)和金剛石鉆進(jìn)章節(jié)后而進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，其目的如下： 1根據(jù)巖石性質(zhì)正確選擇鉆進(jìn)

8、方法，鉆頭類型及鉆進(jìn)規(guī)程參數(shù)； 2通過(guò)實(shí)驗(yàn)臺(tái)鉆進(jìn)實(shí)驗(yàn)測(cè)量鉆進(jìn)規(guī)程參數(shù)，并能分析它們對(duì)鉆速的影響及相互關(guān)系； 3一般了解鉆機(jī)的操作及鉆進(jìn)規(guī)程參數(shù)常見(jiàn)的測(cè)量方法；二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備 鉆機(jī)、鉆塔、水泵、電動(dòng)機(jī)及相關(guān)測(cè)試儀表。鉆機(jī)、鉆塔、水泵、電動(dòng)機(jī)及相關(guān)測(cè)試儀表。三、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)三、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng): : 不許穿拖鞋和涼鞋進(jìn)入鉆機(jī)廠、按要求戴好安全帽； 各儀器在講授前不得隨意觸動(dòng)； 實(shí)驗(yàn)前要求預(yù)習(xí)各儀器的工作原理和測(cè)試原理； 實(shí)驗(yàn)時(shí)要嚴(yán)格按老師講授的步驟和注意事項(xiàng)去做； 實(shí)驗(yàn)完畢要求清理鉆機(jī)廠周邊衛(wèi)生。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1. 依據(jù)所鉆巖石確定鉆進(jìn)方法，鉆頭類型和規(guī)程參數(shù)；2. 通過(guò)實(shí)驗(yàn)臺(tái)鉆進(jìn)

9、實(shí)驗(yàn),觀察并記錄鉆壓，轉(zhuǎn)數(shù)與鉆速之間的關(guān)系；3. 熟悉鉆機(jī)操作和鉆進(jìn)規(guī)程參數(shù)各種儀表的應(yīng)用。五、實(shí)驗(yàn)步驟五、實(shí)驗(yàn)步驟1.1.依巖石性質(zhì)選擇鉆進(jìn)方法，鉆頭類型，按正常鉆進(jìn)確定鉆依巖石性質(zhì)選擇鉆進(jìn)方法，鉆頭類型，按正常鉆進(jìn)確定鉆進(jìn)規(guī)程參數(shù)，鉆壓進(jìn)規(guī)程參數(shù)，鉆壓P P，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速n n泵量泵量QQ；2.2.實(shí)驗(yàn)前將已選定的鉆頭連接好，準(zhǔn)備鉆進(jìn)：實(shí)驗(yàn)前將已選定的鉆頭連接好，準(zhǔn)備鉆進(jìn)：3.3.練習(xí)鉆機(jī)操作，包括轉(zhuǎn)速換擋，鉆壓調(diào)整，水泵變換。熟練習(xí)鉆機(jī)操作，包括轉(zhuǎn)速換擋，鉆壓調(diào)整，水泵變換。熟悉各種鉆進(jìn)規(guī)程參數(shù)測(cè)量?jī)x表的使用方法；悉各種鉆進(jìn)規(guī)程參數(shù)測(cè)量?jī)x表的使用方法；4.4.鉆進(jìn)分小組分別在實(shí)驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行，把

10、所選定的轉(zhuǎn)速按鉆進(jìn)分小組分別在實(shí)驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行，把所選定的轉(zhuǎn)速按1/3 n1/3 n、 2/3n2/3n和和n n分三擋分三擋( (可按鉆機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)選擇相近位置可按鉆機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)選擇相近位置) )鉆壓按鉆壓按1/3 1/3 P P、2/3P2/3P、P P分三擋按照轉(zhuǎn)速?gòu)牡偷礁?，鉆壓從小到大的分三擋按照轉(zhuǎn)速?gòu)牡偷礁撸@壓從小到大的規(guī)律進(jìn)行交叉取值鉆進(jìn)實(shí)驗(yàn)，鉆進(jìn)時(shí)每一點(diǎn)（一個(gè)轉(zhuǎn)速一規(guī)律進(jìn)行交叉取值鉆進(jìn)實(shí)驗(yàn)，鉆進(jìn)時(shí)每一點(diǎn)（一個(gè)轉(zhuǎn)速一個(gè)鉆壓值個(gè)鉆壓值) )鉆鉆5 5至至7 7分種，在鉆進(jìn)的同時(shí)，注意仔細(xì)觀察實(shí)分種，在鉆進(jìn)的同時(shí)，注意仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)鉆進(jìn)情況。驗(yàn)鉆進(jìn)情況。5.5.在整個(gè)鉆進(jìn)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不改變泵量和泵壓；在整

11、個(gè)鉆進(jìn)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不改變泵量和泵壓；6.6.在所使用的參數(shù)測(cè)量?jī)x表上測(cè)取壓力轉(zhuǎn)數(shù)，沖洗液量的數(shù)在所使用的參數(shù)測(cè)量?jī)x表上測(cè)取壓力轉(zhuǎn)數(shù)，沖洗液量的數(shù)值值7.7.當(dāng)完成各類的測(cè)量后，停機(jī)關(guān)泵，卸下鉆頭。當(dāng)完成各類的測(cè)量后，停機(jī)關(guān)泵，卸下鉆頭。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1. 敘述根據(jù)巖石具體性質(zhì)所選擇的鉆進(jìn)方法、鉆頭類型以及規(guī)程參數(shù)；2. 敘述鉆進(jìn)規(guī)程參數(shù)及其測(cè)定方法，并將測(cè)得的數(shù)據(jù)填入表格中；3. 繪出以轉(zhuǎn)速n(rmin)，鉆壓P(kgf)為橫坐標(biāo)的每種鉆速Vt(cmmin)曲線；4. 試用測(cè)得的結(jié)果分析鉆壓，轉(zhuǎn)速對(duì)鉆速的影響和各參數(shù)間的相互關(guān)系。 實(shí)驗(yàn)四、沖擊回轉(zhuǎn)試驗(yàn)實(shí)驗(yàn)四、沖擊回轉(zhuǎn)試驗(yàn)一、一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康?本實(shí)驗(yàn)的目的就是加深對(duì)課堂講授內(nèi)容的理解進(jìn)一步掌握各種類型的沖擊器的工作原理，了解有關(guān)沖擊器的結(jié)構(gòu)及性能參數(shù)，并通過(guò)實(shí)習(xí)實(shí)驗(yàn)提高學(xué)生的動(dòng)手能力，力爭(zhēng)達(dá)到能夠獨(dú)力拆卸，安裝以及調(diào)試沖擊器的能力。 另外由于沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)方法對(duì)設(shè)備和機(jī)具都有些相應(yīng)的要求，因而還要了解沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)用鉆探設(shè)備和相應(yīng)的附屬工具等。二、實(shí)驗(yàn)儀器二、實(shí)驗(yàn)儀器1.閥式正作用沖擊器2.閥式反作用沖擊器3.轉(zhuǎn)閥式?jīng)_擊器4.射吸式?jīng)_擊器5.射流式?jīng)_擊器6.雙作用沖擊器7.風(fēng)動(dòng)沖擊器三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 按沖擊器的結(jié)構(gòu)原理圖拆卸和組裝沖擊器； 觀