钻探工艺学实验教学大纲.docx

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1、钻探工艺学实验教学大纲01.教学单位名称：建设工程学院02.实验中心名称：地质工程实验教学中心03.课程名称：钻探工艺学04.课程代码：63201905.课程类别：专业课06.课程性质：必修07.课程学时：40学时，其中含实验8学时08.课程学分：2.509.面向专业：地质工程(勘察工程方向)10 .实验课程的教学任务和教学要求钻探工艺学是一门理论与实践相结合的课程，在勘察工程专 业方向的教学中是一门重要的应用性专业课，其主要任务是使学生在 获得理论知识的基础上，进一步将理论与实践相结合，加深对理论知 识的理解和应用。实验教学的目的在于使学生掌握岩土钻凿工程所涉 及的岩石力学性质的测定方法及可

2、钻性分级方法；掌握常用钻探工具 及钻头的类型、规格、结构及用途；通过钻进实验，能够根据所钻岩 石确定钻进方法、钻头类型，设计钻进规程参数，熟悉钻机操作和各 种钻进规程参数仪表的应用；熟悉常用钻孔测斜仪的结构、工作原理 和使用条件，掌握常用测斜仪的操作方法。通过实验教学，加深对课 程教学的有关原理、工艺等知识内容的理解，培养学生综合应用所学 专业知识的技能，从而培养学生独立分析问题、解决问题的能力和实 践动手能力。11 .学生应掌握的实验技术及实验能力通过实验教学，使学生具备下列能力：(1)通过岩石力学性质测定实验，认识常见岩石的类型，了解 其基本力学性质；了解压入硬度计和摆球硬度计的结构及测试

3、原理, 了解超声波测试仪的测试原理，掌握各种仪器的操作方法；能根据测 得的岩石硬度值和声速进行岩石可钻性分级；一般了解肖氏硬度计、 洛氏硬度计的测试原理及操作方法。(2)通过岩心钻探工具试验，了解常用岩心钻探工具的名称、 用途、规格、结构及特点，重点了解不同类型钻头的碎岩机理及结构 要素，了解不同钻头适用的地层条件；掌握钻具连接的方法和相互关 系；能正确选用各种钻探工具。钻探工具包括：钻进工具、提引工具、拧卸工具、夹持工具、打 捞工具。(3)通过岩石钻进实验，了解岩心钻探各主要设备的名称、型 号、性能及特点；了解钻机的操作方法；观察实际钻岩过程，掌握如 何根据岩石性质正确选择钻进方法、钻头类型

4、及钻进规程参数；了解 钻进规程参数的测量方法及各规程参数对钻进速度的影响规律。(4)通过钻孔弯曲测量实验，了解JXY2单点测斜仪、JJX 一 3型多点测斜仪的结构、工作原理和使用条件；掌握JXY2单点测钻探工艺学(632019)实验项目卡2No字段名填写内容1课程名称钻探工艺学2课程编号6320193实验项目名称岩心钻探工具4实验项目编号632019025网络实验06每组人数57计划学时数28实验性质必做9实验目的采用实物钻具实物或虚拟钻具，了解常用岩心钻 探工具的名称、用途、规格、结构及特点，重点 了解不同类型钻头的碎岩机理及结构要素，了解 不同钻头适用的地层条件；掌握钻具连接的方法 和相互

5、关系；能正确选用各种钻探工具。10实验内容观察常用岩心钻探工具，了解其名称、用途、结 构；观察硬质合金钻头、金刚石钻头、钢粒钻头 的结构，并进行测绘；观察硬质合金钻具、金刚 石钻具、钢粒钻具的基本组成及其连接方法，掌 握钻杆柱的构成。11实验原理常用岩心钻探工具的用途及工作原理。12实验类型1.演示性口； 2.验证性口； 3.综合性; 4.设计性匚I; 5.研究性口。13实验者层次本科生14实验仪器设备钻进工具（金刚石钻头、硬质合金钻头、钢粒钻 头、金刚石扩孔器、岩心管、钻杆、钻杆接头、 套管、水龙头等）提引工具（提引器、提引环、 滑车、钢丝绳等）；拧卸工具（管钳、链钳、自 由钳、拧管机等）打

6、捞工具（丝锥、套管割刀、 吊锤、反丝钻杆、反管器、磁力打捞器、油压千 斤顶等）15实验套数共4大类钻探工具16开出时间19760917教学单位名称建设工程学院18教学单位编号6319实验单位名称地质工程实验教学中心20实验中心编号140121实验地名称岩心钻进实验室22实验地编号钻采楼50223一次性材料品名无24一次性材料0元25面向专业地质工程（勘察工程方向）钻探工艺学(632019)实验项目卡3No字段名填写内容1课程名称钻探工艺学2课程编号6320193实验项目名称岩石钻进实验4实验项目编号632019035网络实验06每组人数57计划学时数28实验性质必做9实验目的了解岩心钻探各主要

7、设备(钻机、水泵、动力机) 的名称、型号、性能及特点；了解钻机的操作方 法；观察实际钻岩过程，掌握如何根据岩石性质 正确选择钻进方法、钻头类型及钻进规程参数； 了解钻进规程参数的测量方法及各规程参数对钻 进速度的影响规律。10实验内容依据所钻岩石确定钻进方法、钻头类型和钻进规 程参数；通过实验台钻进实验观察并记录钻压、 转速、泵量，分析其与钻速之间的关系；熟悉钻 机操作和各种钻进规程参数仪表的应用，可采用 实钻和虚拟钻进相结合方法。11实验原理金刚石钻头钻进破碎岩石的机理及钻头磨损原 理。12实验类型1.演示性口； 2.验证性口； 3.综合性4.设计性匚I; 5.研究性口。13实验者层次本科生

8、14实验仪器设备JUT000钻机，BWT水泵，36kW电动机，钻进规程参数测量仪15实验套数416开出时间19760917教学单位名称建设工程学院18教学单位编号6319实验单位名称地质工程实验教学中心20实验中心编号140121实验地名称岩心钻进实验室22实验地编号钻采楼1楼实验大厅23一次性材料品名金刚石钻头、硬质合金钻头、钻进用大块岩样24一次性材料500元25面向专业地质工程（勘察工程方向）钻探工艺学(632019)实验项目卡4No字段名填写内容1课程名称钻探工艺学2课程编号6320193实验项目名称钻孔弯曲测量实验4实验项目编号632019045网络实验06每组人数57计划学时数28

9、实验性质必做9实验目的了解JXY2单点测斜仪、JJX3型多点测斜仪的 结构、工作原理和使用条件；掌握JXY2单点测 斜仪、JJX3型多点测斜仪的操作方法；模拟测 量钻孔不同深度处的顶角和方位角。10实验内容观察、拆装JXY2单点测斜仪、JJX3型多点测 斜仪，了解其结构、工作原理；模拟测量钻孔不 同深度处的顶角和方位角，掌握测斜仪的操作方 法。11实验原理单点测斜仪、多点测斜仪的工作原理12实验类型1 .演示性口； 2.验证性口； 3.综合性也；4.设计性口； 5.研究性口。13实验者层次本科生14实验仪器设备JXY-2单点测斜仪，JJX-3多点测斜仪15实验套数216开出时间19760917

10、教学单位名称建设工程学院18教学单位编号6319实验单位名称地质工程实验教学中心20实验中心编号140121实验地名称钻探质量实验室22实验地编号钻采楼50623一次性材料品名无24一次性材料0元25面向专业地质工程（勘察工程方向）斜仪、JJX 3型多点测斜仪的操作方法；模拟测量钻孔不同深度处 的顶角和方位角。12 .开设实验项目实验教学是该课程的重要环节，使学生掌握冲击器的工作原理和 结构特征，运用实验方法获取冲击器性能参数，并培养学生设计实验 和运用实验方法解决工程实际问题的能力。课程必做实验2个，各实 验按照实验指导书的要求进行，学生分组完成，并提交实验报告。实验1岩石力学性质测定教学要

11、求：1）测定岩石的压入硬度、 摆球硬度、肖氏硬度、洛氏硬度、点载荷强度及声波在岩石的传播速 度。2）根据测得的岩石硬度值和声速值对岩石进行可钻性分级。实验2岩心钻探工具教学要求：1）熟悉各种常用钻探工具的名 称、用途、规格、结构及特点。2）掌握硬质合金钻头、金刚石钻头、 钢粒钻头的类型及其结构要素，测绘典型的硬质合金钻头、金刚石钻 头。实验3钻进方法试验教学要求：1）根据所钻岩石确定钻进方法、 钻头类型，设计钻进规程参数。2）通过实验台钻进实验，观察并分析 钻压、转速与钻速之间的关系。根据钻头在不同参数时机械钻速的变 化，分析钻头的钻进特点，观察岩粉形状和粒度。3）熟悉钻机操作和 钻进规程参数

12、各种仪表的应用。实验4钻孔弯曲测量教学要求：1）熟悉和了解JXY2单点测斜 仪、JJX 3型多点测斜仪的结构、工作原理和使用条件。2）掌握 JXY2单点测斜仪、JJX 3型多点测斜仪操作方法。3）测量钻孔 5m、10m、20m、30m 40m处的顶角和方位角，作出钻孔顶角和方位。开设实验项目一览表实验项目编 号实验项目名称实验类 型实验性 质实验学 时每组人 数首次开 出年月63201901岩石力学性质测定综合性必做2519830363201902岩心钻探工具综合性必做2519760963201903钻进方法试验综合性必做2519760963201904钻孔弯曲测量综合性必做25197609（

13、如为仿真实验，请在实验项目名称后注明“（仿真）”，如实验项目首次开出年月不详，可按培养方案制定版本推定）13 .实验教材或指导书或主要参考资料1 .鄢泰宁 主编，岩土钻掘工艺学，中南大学出版社，2013.42 .汤凤林 主编，岩心钻探学，中国地质大学出版社，2009. 103 .屠厚泽 主编，钻探工程学（上册），中国地质大学出版社, 1988. 14 .李世忠 主编，钻探工艺学（上册），地质出版社，19925 .王达，何远信 等编著，地质钻探手册，中南大学出版社， 2014.614 .考核要求、考核方式及成绩评定标准1 .考核方式考核要求：主要考核学生对常用的岩石力学性能测试设备的使用能力；常

14、用钻探工具的结构、性能及使用方法；主要钻进工艺参数（钻 压、转速、泵量）的确定方法；常用钻孔测斜仪的基本原理与使用方 法0考核方式：考核学生的实验过程中的实际动手能力与实验报告的 水平。2 .成绩评定标准评定标准：实验过程中学生的表现和完成质量占60%,实验报告 质量占40%。评分按5级评分制确定，即优、良、中、及格、不及格。优秀：全面参加实验课中的各项操作过程，认真完成所有的实验 课所要求的实验项目。实验报告书写认真，图表绘制规范，在实验报 告的撰写中有自己独立思考的内容和见解。良好：能较好地全面参加实验课中的各项操作过程，比较认真完 成所有的实验课所要求的实验项目。实验报告书写比较认真，图

15、表绘 制基本规范，在实验报告的撰写中有一定的自己独立思考的内容和见 解。中等：能较好地参加实验课中的各项操作过程，比较认真完成所 有的实验课所要求的实验项目。实验报告书写比较认真，图表绘制基 本规范，在实验报告的撰写中自己独立思考的内容和见解比较少。及格：能参与实验课中的各项操作过程，基本完成实验课所要求 的实验项目。实验报告书写不太认真，图表绘制不规范，在实验报告 的撰写中没有自己独立思考的内容和见解。不及格：下列情况之一均属不及格：没有完成实验课的任务；不 参与实验课中的各项操作。实验报告书写不认真，图表绘制质量差, 在实验报告中有抄袭现象。表1岩石力学性质测定实验成绩评定标准考查点90-

16、10080-89实验操作 规范性 （权重30%）全面按规 范操作，操 作步骤完 整、顺序正 确。规范操作 较好，步骤 基本完整， 操作顺序 基本正确。 但部分操 作不十分 规范。实验数据 完整性 （权重 30%）实验数据 记录全面 完整，数据 筛选符合数据记录 全面实验 完整，数据 处理方法评分70-7960-6960以 下规范操作性 一般，步骤 完整，但存 在操作顺序 不正确的操 作。基本按规 范操作，存 在实验步 骤不完整 和操作顺 序不正确 的现象。操作 不规 汜，危 险操 作。实验数据记 录完整，数 据处理方法 正确，但部实验数据 记录基本 完整，但数 据处理方没有 己录 实验 数据。

17、国家相关 标准，计算 结果准确。符合国家 标准，但计 算结果不 准确。分数据单位 换算不正 确，导致计 算结果不准 确。法不正确， 计算结果 不准确。团队协作 精神 （权重 10%）主动做好 分配的任 务，并主动 协作同组 成员。主动做好 分配的任 务，需要提 醒才能协 作同组成 员。能够做好分 配的工作， 能够协作， 但很少协助 同组成员。需要提醒 才能做好 分配的任 务，能够协 作，但很少 协助同组 成员。拒绝 合作。实验报告 书写的规 范性 （权重40%）提交了实 验报告，内 容完整、书 写认真、图 表规范。提交了实 验报告，内 容完整、书 写认真、图 表规范性 一殳。提交了实验 报告，

18、内容 完整、书写 较认真、图 表规范性一 般。提交了实 验报告，内 容不完整、 书写基本 认真、图表 基本规范。未提 交实 验报 告。表2岩心钻探工具实验成绩评定标准考查 点评分90-10080-8970-7960-6960以 下实验操作 规范性（权 重 30%）规操完正 按尼骤必 面 O 全范作整确规范操作 较好，步骤 基本完整， 操作顺序 基本正确。 但部分操 作不十分 规范。性骤存序操 作步但顺的 操，作确 范般整操正。 规一完在不作规存步整顺确 按化验完作正具 本#4实不操不现 基范在骤和序的作规危操 操不也险色具和理重 工构原又 探结作才%) 占勺E00 4 AM J 3握钻的各构原

19、 掌心具及结作 面岩工类的工。 全了探分类和%的心具及部原全 面岩工类但作完 全握探分机工未MO 较掌钻的结分理掌基本掌握了 岩心钻探工 具的分类及 结构，但未 掌握工作原 理。握钻的部没并握。 掌心具但构鼠掌会 本岩工,结到未作 基了探分分铲且工有握心探具分结和作 没掌岩钻工的总构工原理。团队协作 精神（权重 10%）好任动组 做的主同 力己开O 司酉 力口贝 主分务协成好任提协成 做的受能组 动配,t才同。 主分就醒作员能够做好分 配的工作， 能够协作， 但很少协助 同组成员。醒好任协少组 提做的遍蹴同 要能配,tJ助机 需才分务色协成拒绝 合作。实验报告 书写的规 范性（权重 40%）提

20、交了实 验报告，内 容完整、书 写认真、图 表规范。提交了实 验报告，内 容完整、书 写认真、图 表不规范。提交了实验 报告，内容 完整、书写 较认真、图 表规范性一 般。提交了实 验报告，内 容不完整、 书写一般、 图表不规 -W- 汜。提实报 未交验告表3 钻进方法实验成绩评定标准考查 点评分90-10080-8970-7960-6960以 下实验操作 规范性（权 重 20%）全面按规 范操作，操 作步骤完 整、顺序正 确。作骤，序。操分 操步顺环分十。 范均本作本部不氤 规较基操基但作规性骤存序操 作步但顺的 操，作确 范般整操正。 规一完在不作规存步整顺确 按化验完作正具 本刈实不操不

21、现 基范在既和序的作规危操 操不也险色实验数据 完整性（权 重 20%）实验数据 记录全面 完整，数据 筛选符合 国家相关 标准，计算 结果准确。录验据法家计不 记实数方国但果 据面缸理合落结 数全完处符卷算准实验数据记 录完整，数 据处理方法 正确，但部 分数据单位 换算不正 确，导致计 算结果不准 确。据本数方，果 数基但理封结机 验录整处不算价 实记完据法计社有录验。据 没记实数团队协作 精神（权重 20%）好任动组 做的主同 力己开Arr O 司酉，巧员 主分务协成好任提协成 做的要能组 动配,t才同。 主分矩醒作员能够做好分 配的工作， 能够协作， 但很少协助 同组成员。醒好任协少组

22、 提做的联同 要能配,tJ助机 需才分知色协成拒绝 合作。实验报告提交了实提交了实提交了实验提交了实未提书写的规 范性（权重 40%）验报告，内 容完整、书 写认真、图 表规范。验报告，内 容完整、书 写认真、图 表规范性 一殳。报告，内容 完整、书写 较认真、图 表规范性一 般。验报告，内 容不完整、 书写基本 认真、图表 基本规范。实报 交验告表4钻孔弯曲测量实验成绩评定标准考查 点评分90-10080-8970-7960-6960以 下实验操作 规范性（权 重 10%）全面按规 范操作，操 作步躲完 整、顺序正勾刃O作骤，序。操分 操步珏顺会分十。 范村本作本部不嬴 规较基操基但作规规范

23、操作性 一般，步骤 完整，但存 在操作顺序 不正确的操 作。规存步整顺确 宜验完:?狙 本操实不*不现 基范在和序的作规危操 操不也险色结构和工 作原理（权重 20%）握仪及结作 掌斜类的工。 面测分类和以 全了的各构原的斜类但作完 面测分依工未鼠 全握的指分理判 较掌仪及部原全基本掌握了 测斜仪的分 类及结构， 但未全面掌 握工作原 理。握仪但构，掌原 掌斜总结建未作 本测分分有且工。 基了的部没并握理有握斜的C构工原 没掌测仪分结和作%实验数据 完整性（权 重 20%）据面据合关算机 数全数符相计较 验录整选家准 实记完筛国症结录验据法家计不 记实数方国但果 据面甑理合君结卷 数全完处符显

24、算准实验数据记 录完整，数 据处理方法 正确，但部 分数据单位 换算不正 确，导致计 算结果不准 确。据本数方，果 数基但理裂结机 验录整处不算百 实记完据法计银算据。团队协作 精神（权重 10%）主动做好 分配的任 务，并主动 协作同组 成员。好任提协成 做的要能组 动配,t才同。 主分务醒作员能够做好分 配的工作， 能够协作， 但很少协助 同组成员。醒好任协少组 提做的呼联同 要能配,t助机 需才分知色协成拒绝 合作。实验报告提交了实提交了实提交了实验提交了实未提书写的规 范性（权重 40%）验报告，内 容完整、书 写认真、图 表规范。验报告，内 容完整、书 写认真、图 表规范性 一殳。报

25、告，内容 完整、书写 较认真、图 表规范性一 般。验报告，内 容不完整、 书写基本 认真、图表 基本规范。实报 交验告表5岩心钻探工具实验成绩评定标准考查 点评分90-10080-8970-7960-6960以 下实验操作 规范性（权 重 30%）全面按规 范操作，操 作步躲完 整、顺序正勾刃O作骤，序。操分 操步珏顺会分十。 范村本作本部不嬴 规较基操基但作规规范操作性 一般，步骤 完整，但存 在操作顺序 不正确的操 作。规存步整顺确 宜验完:?狙 本操实不*不现 基范在和序的作规危操 操不也险色具和理重 工构原又 探结作才%) 占勺匚0 专自1 3握钻的各构原 掌心具及结作 面岩工类的工。

26、 全了探分类和%的心具及部原全 面岩工类但作完 全握探分机工未MO 较掌钻的结分理掌基本掌握了 岩心钻探工 具的分类及 结构，但未 掌握工作原 理。握钻的部没并握。握。 掌心具但构L掌遂掌犍 本岩工,结到未作未作 基了探分分初且工但工有握心探具分结和作九J 二、 理 没掌岩钻工的类构工原团队协作 精神（权重 10%）好任动组 做的主同 力己开O 主分务协成好任提协成 做的要能组 动配,t才同。 主分船醒作员能够做好分 配的工作， 能够协作， 但很少协助 同组成员。醒好任协少组 提做的通蹴同 要能配,t助短 需才分担作协成拒绝 合作。实验报告 书写的规 范性（权重 40%）提交了实 验报告，内

27、容完整、书 写认真、图 表规范。实内书图性 了 ，、仔巳 告整真 r。 交报完认规般 提验容写表一提交了实验 报告，内容 完整、书写 较认真、图 表规范性一 般。提交了实 验报告，内 容不完整、 书写基本 认真、图表 基本规范。提实报 未交验告钻探工艺学(632019)实验项目卡1No字段名填写内容1课程名称钻探工艺学2课程编号6320193实验项目名称岩石力学性质测定4实验项目编号632019015网络实验06每组人数57计划学时数28实验性质必做9实验目的认识常见岩石的类型，了解其基本力学性质；了 解压入硬度计和摆球硬度计的结构及测试原理， 了解超声波测试仪的测试原理，掌握各种仪器的 操作

28、方法；能根据测得的岩石硬度值和声速进行 岩石可钻性分级；一般了解肖氏硬度计、洛氏硬 度计的测试原理及操作方法。10实验内容了解压入硬度计、摆球硬度计的结构及测试原理， 对加工成一定规格岩心样品，测试其压入硬度、 摆球硬度，并根据测得的数值对被测岩石进行可 钻性分级；了解超声波测试仪、肖氏硬度计、洛 氏硬度计的测试原理及操作方法。11实验原理岩石的物理力学性质及影响因素；岩石样品在外载作用下的响应机制；岩石可钻性的分级方法。12实验类型1.演示性口； 2.验证性口； 3.综合性4.设计性匚I; 5.研究性口。13实验者层次本科生14实验仪器设备WXY7岩石压入硬度计，WYQ-1岩石摆球硬度计，CYC-4A岩石超声检测仪，HS79肖氏硬度计，HR-150A洛式硬度计15实验套数816开出时间19830317教学单位名称建设工程学院18教学单位编号6319实验单位名称地质工程实验教学中心20实验中心编号140121实验地名称钻探质量实验室22实验地编号钻采楼50923一次性材料品名岩心样品24一次性材料150元25面向专业地质工程（勘察工程方向）