采矿与安全工程学报 ›› 2025, Vol. 42 ›› Issue (6): 1229-1239.doi: 10.13545/j.cnki.jmse.2024.0222

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基于破岩比能的钻井法凿井侏罗系岩层可钻性分级方法

程桦1,2,王晓云1,姚直书1,郭龙辉1,林键2   

  1. 1. 安徽理工大学土木建筑学院,安徽淮南232001;2. 安徽建筑大学建筑结构与地下工程安徽省重点实验室,安徽合肥230601
  • 出版日期:2025-11-15 发布日期:2025-11-19
  • 通讯作者: 王晓云,E-mail: wxy96019@163.com,Tel:13027673792
  • 作者简介:程桦(1956— ),男,安徽省合肥市人,教授,博士生导师,主要从事钻井法凿井和地下结构方面的研究。
  • 基金资助:
     国家自然科学基金项目(52174104);国家自然科学基金青年基金项目(52304073);安徽省重点研发计划项目(202004a07020034)

Drillability classification method of Jurassic strata in drilling method based on rock breaking specific energy

  • Online:2025-11-15 Published:2025-11-19

摘要: 针对西部地区侏罗系泥质胶结岩层钻井法凿井破岩效率低下问题,开展该类岩层可钻性分级方法研究。测试西部地区典型侏罗系不同岩性的完整性系数、贯入度、脆性指数、硬度和磨蚀性指数等可钻性特征参数;分析岩石的荷载贯入度曲线变化规律和破坏形态,以及贯入度与主要可钻性特征参数间的关系,给出破岩比能SE与地下工程岩体质量指标[BQ]的关系式;基于《标准》分级框架,提出以破岩比能SE和岩石可钻性特征参数作为分级指标的侏罗系岩石可钻性分级方法。研究表明,侏罗系岩石贯入曲线可分为非线性压密、密实核形成和发展、裂隙扩展及峰后破坏4个阶段,且具有显著的塑性破坏特征;破岩比能SE与岩石单轴抗压强度、岩体完整性系数、硬度、磨蚀性指数CAI呈正相关,与脆性指数呈负相关;基于西部矿区某中央回风立井钻井法凿井工程钻进数据,验证了提出的侏罗系岩石可钻性分级方法的有效性和准确性。研究结果可为西部矿区侏罗系岩层钻井法凿井可钻性评估预测,以及类似条件高效钻进技术研究提供有益参考。

关键词: 钻井法凿井, 侏罗系岩层, 贯入试验, 比能, 可钻性

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