地表基质钻探取样技术方法与应用研究

地表基质取样是开展地表基质层调查必不可少的工作环节,笔者等在浅地表层钻探技术的基础上,结合浅覆盖区矿产勘查、地球化学勘查、区域地质填图、环境调查、工程勘查、考古调查等领域钻探技术应用现状,根据不同地表景观及基质类型条件下的钻探取样需求,梳理了岩石、砾质、土质、泥质等地表基质钻探取样技术要点,研发了电动背包式钻机、Ф60/40mm单管冲击钻进、Ф50mm双管冲击钻进、Ф208mm中空螺旋钻进等取样器具及配套钻进工艺,在北京、内蒙古巴彦淖尔、浙江宁波、西藏那曲等地区开展了野外试验应用,通过获取满足要求的样品,很好的揭示了地层信息及物质组成,进一步在实践中提出了不同种类地表基质钻探取样技术方法,为建立自然资源调查监测体系及地表基质层调查工作提供钻探技术支撑。     

地表基质钻探取样技术方法与应用研究

地表基质取样是开展地表基质层调查必不可少的工作环节,笔者等在浅地表层钻探技术的基础上,结合浅覆盖区矿产勘查、地球化学勘查、区域地质填图、环境调查、工程勘查、考古调查等领域钻探技术应用现状,根据不同地表景观及基质类型条件下的钻探取样需求,梳理了岩石、砾质、土质、泥质等地表基质钻探取样技术要点,研发了电动背包式钻机、Ф60/40mm单管冲击钻进、Ф50mm双管冲击钻进、Ф208mm中空螺旋钻进等取样器具及配套钻进工艺,在北京、内蒙古巴彦淖尔、浙江宁波、西藏那曲等地区开展了野外试验应用,通过获取满足要求的样品,很好的揭示了地层信息及物质组成,进一步在实践中提出了不同种类地表基质钻探取样技术方法,为建立自然资源调查监测体系及地表基质层调查工作提供钻探技术支撑。     

反循环中心取样钻探技术在第三系砾岩金勘探中的应用

根据在第三系砾岩金普查勘探过程中钻孔浅、地层情况复杂、取心质量要求高、远离水源、处于低山丘陵区的特点，采用反循环中心取样钻探工艺，针对不同的地层采取不同的钻进技术参数及工艺措施，取得了较好的技术成果及经济效益。     

汶川地震断裂带科学钻探项目WFSD-4孔套管护壁技术

护壁技术是解决复杂地层钻探难题的关键技术之一。介绍了一些特殊的套管护壁技术在WFSD-4号孔钻探中的应用情况,包括在小间隙条件下下大直径套管技术、复杂钻孔活动套管护壁取心技术和用于强缩径地层的两阶段下套管固井技术等。     

甘肃西和大桥金矿区复杂地层钻探技术

针对甘肃西和大桥金矿区地层破碎、裂隙发育,漏失、坍塌、卡钻、埋钻等难点,采用金刚石绳索取心钻进工艺和聚丙烯酰胺不分散无固相冲洗液护孔技术,并采用多种堵漏措施,取得了较好的技术效果。总结了该矿区复杂地层钻探施工的经验,并提出今后在复杂地层中钻探施工减少停待及事故时问、提高钻探效率等的建议。     

地质钻探技术与装备21世纪新进展

21世纪初,我国地质钻探技术处于立轴钻机普遍使用、国产绳索取心钻杆只能满足1000 m以内孔深钻进要求、钻探器具相对落后、硬岩地层钻进效率低、复杂地层取心效果差的落后局面。近10多年来,在多个国家重大科学工程项目、国家科技支撑计划、“863”计划、地质大调查专项等科技项目支持下,通过产学研联合攻关,形成了硬岩深井科学钻探技术体系和2000 m以内地质岩心钻探技术体系,浅层取心（取样）钻探技术、新能源勘探开发钻探技术、地质灾害调查和防治钻探技术、定向钻探技术、基础工程施工钻掘技术等都取得了飞速的发展和进步。本文对21世纪我国地质钻探技术与装备、关键器具新进展进行了阐述,并对经济新常态下的发展方向进行了展望。     

复杂地层大口径钻探施工的体会——以山西省阳泉矿区寿阳水文地质勘探为例

在地层及煤系地层复杂，岩相以泥岩、沙岩、石英砂岩、煤层等交互，软硬变化频繁，可钻级差大等条件下施工，中常常伴随不同程度的漏失、坍塌、掉块、缩径等情况发生。针对上述问题，以寿阳地区特深水位、复杂地层钻探施工为例，阐述大口径钻探施工的工艺、参数选择、以及采取措施。     

新疆温泉县AKT1-1地热孔钻探施工技术

针对新疆温泉县地热钻孔AKT1-1孔施工地层构造复杂破碎,岩层裂隙较多及钻孔涌水较大,钻探施工难度较大等问题,从钻孔结构设计、钻探设备选择、钻具级配选型、钻探工艺新技术以及适合该孔的冲洗液配制等几方面进行了总结,提出了相应的钻探工艺技术和应对措施,为后续在该地区进行深部地热钻探施工积累了经验。     

我国实施大洋钻探工程的初步设想

约占地球面积71%的海洋里蕴藏着海量的地质、生物、气候等信息和丰富的资源,我国“十三五”国家科技创新规划中,将“深海、深地、深空、深蓝科学研究”列为战略性前瞻性重大科学问题,并将“国际大洋发现计划（IODP）列为5项国际大科学计划和大科学工程之一。但在深海钻探,作业环境和条件都较陆地上更加复杂,对钻探船、钻探工艺、环保措施、施工组织管理等都是严峻的考验。本文在概述大洋钻探的意义和成果,回顾世界大洋钻探的演进史和工程实施概况以及我国参加大洋钻探情况的基础上,针对大洋钻探的钻井特点和地层条件,探讨了海洋科学钻探取心技术、超深水条件的重入钻孔技术、跟管钻进下套管技术、超深水条件的泥浆循环等关键技术问题,提出了我国实施大洋钻探工程的初步设想。     

大宝山钼矿复杂地层钻探技术

广东大宝山钼矿区地层复杂,钻孔施工中常发生漏失、掉块、坍塌垮孔、缩径等情况,易造成钻具折断,卡钻、烧钻、埋钻等事故,且取心困难。通过选择合理的钻探工艺方法、护壁堵漏措施和钻探取心技术措施,使大宝山钼矿床和北面山多金属区详查找矿钻探工作顺利完成。详细介绍了大宝山钼矿复杂地层钻探技术。     

叶县盐田探采结合井钻井工艺

针对叶县盐田的地质条件，上部无岩心钻进，采用大钻压、低转速、高泵压、大泵量喷射钻井的快速钻进技术；下部取心钻进，采用小钻压、高转速、低泵压、小泵量的取心钻进技术。采用防塌淡水泥浆与饱和盐水泥浆分别治理取得了较好的技术效果。     

浅钻技术在宁夏青铜峡地区地质填图中的应用研究

通过在宁夏青铜峡地区的浅层取样钻探填图示范,介绍了浅层取样钻探设备和多种工艺方法在该地区的应用情况,总结了钻探填图遇到的问题并提出了解决方案。结合三维地质调查对钻探技术的具体要求,通过示范推广轻便浅层取样钻机具与工艺方法,使浅钻技术在浅覆盖区地质填图领域中得到应用。本文研究了适合该地区地质填图的钻探技术方法组合及钻探设备和取样器具。浅钻作为地质填图的一种技术方法可以有效地揭露覆盖层,获取基岩,提高了地质填图效率和精度,解决了制约覆盖区地质填图的技术难点,为浅覆盖区的地质填图工作提供可靠的钻探技术服务支撑。     

自动化智能化地质岩芯钻探技术装备研发与应用

为解决5000 m地质岩芯钻探基础准则与依据缺失问题，提高钻探装备的自动化、智能化水平，启动了5000 m智能地质钻探技术装备研发工作，通过钻机装备、钻探器具研制，钻探工艺技术研究并经试验示范验证，取得多项创新成果，形成了5000 m地质岩芯钻探技术体系。通过特深孔钻孔口径与管柱规格优化研究、钻杆规格设计、装备性能参数选配，形成了5000 m地质岩芯钻探技术规范体系；基于5000 m特深孔地质岩芯钻机、孔口自动化作业装置等关键设备研制，实现了绳索取芯钻进的孔口作业全流程自动化，形成了轻量化钻机孔口管柱柔顺控制技术；基于复杂地层孔内工况判别、钻进参数优化与轨迹优化控制等技术问题研究，形成了多源信息融合的地面与孔底一体化钻进过程智能控制技术；基于高性能薄壁绳索取芯钻杆和系列小口径高效钻具研制，形成了大深度绳索取芯系列钻杆钻具技术；研发了耐高温环保型冲洗液、生物破胶废浆处理技术、“广谱型”双浆堵漏技术，形成了绿色环保型冲洗液体系与护壁堵漏技术。     

自动化智能化地质岩芯钻探技术装备研发与应用

为解决5000 m地质岩芯钻探基础准则与依据缺失问题，提高钻探装备的自动化、智能化水平，启动了5000 m智能地质钻探技术装备研发工作，通过钻机装备、钻探器具研制，钻探工艺技术研究并经试验示范验证，取得多项创新成果，形成了5000 m地质岩芯钻探技术体系。通过特深孔钻孔口径与管柱规格优化研究、钻杆规格设计、装备性能参数选配，形成了5000 m地质岩芯钻探技术规范体系；基于5000 m特深孔地质岩芯钻机、孔口自动化作业装置等关键设备研制，实现了绳索取芯钻进的孔口作业全流程自动化，形成了轻量化钻机孔口管柱柔顺控制技术；基于复杂地层孔内工况判别、钻进参数优化与轨迹优化控制等技术问题研究，形成了多源信息融合的地面与孔底一体化钻进过程智能控制技术；基于高性能薄壁绳索取芯钻杆和系列小口径高效钻具研制，形成了大深度绳索取芯系列钻杆钻具技术；研发了耐高温环保型冲洗液、生物破胶废浆处理技术、“广谱型”双浆堵漏技术，形成了绿色环保型冲洗液体系与护壁堵漏技术。     

杭州湾跨海大桥海域工程地质钻探技术与方法分析

杭州湾海域以“怒潮海湾”著称,潮差大、水流急,水文条件极其复杂。结合杭州湾跨海大桥水域工程地质钻探的实践经验,介绍了不同的海域条件下钻探设备的选择和平台搭建的方法,并对杭州湾复杂海域条件下工程地质钻探施工的技术与方法进行分析,总结出了一套经济、适用、简便与安全的海域工程地质钻探方法和技术措施。     

页岩气基础地质调查湘洞地1井施工技术

介绍了页岩气基础地质调查项目湘洞地1井的工程概况,重点阐述了该井的钻探施工技术与工艺;结合实钻地层及测井数据对钻井施工质量进行了总结分析;针对钻进过程中出现的问题,提出了改进措施,取得了显著的实钻效果。湘洞地1井采用金刚石绳索取心钻进工艺,通过预判该工艺及强造斜地层的常见事故,优选施工方案,中期严控施工质量,有效预防井内事故的发生,提高了钻进台月效率;钻孔质量六项指标均满足地质要求,顺利有效地完成了钻井施工任务。     

开化黄山矿区钻孔偏斜规律研究及控制措施

在深部矿产资源勘查中,孔深＞500 m的钻孔越来越多,钻孔偏斜问题日显突出。根据浙江省开化黄山矿区萤石矿勘查钻孔测斜数据,对钻孔偏斜的原因从地质条件和施工工艺等方面进行了分析。认为钻孔偏斜有一定的规律可循：斜孔钻进特殊的车轮效应是引起钻孔方位向钻头自转方向偏斜的基本原因;特殊的地质构造和不当的施工工艺是造成钻孔偏斜异常出现的重要因素。因此,预防钻孔偏斜的措施必须从地质设计和钻探施工工艺2方面着手。     

地质钻探技术与应用研究

钻探技术是取得地下实物资料、验证地下信息推断与解释、最终圈定矿体、计算储量、评估品位唯一的技术手段,是实现取得宏观影响大成果的重要技术支撑.我国钻探技术和装备水平与国外先进国家相比有很大的差距,但近些年来有了长足的发展.通过国家重大科学工程项目“中国大陆科学钻探工程”5158m“科钻一井”的实施,取得了一系列钻探技术成...     

波纹管堵漏技术及其在地质钻探领域的应用研究

波纹管技术在石油钻井中已经成功应用于封堵漏失等复杂地层工作,此外还可以应用于减少套管层数、修复损坏套管等钻井作业过程,被认为是21世纪石油钻采行业的核心技术之一。结合地质钻探及波纹管堵漏现场试验情况,在介绍波纹管技术基础上着重分析了该技术在地质钻探领域应用可行性和存在的关键问题。     

贵州瓮安县老虎洞磷矿涌水孔钻探施工技术

贵州瓮安县老虎洞磷矿ZK311钻孔,由于钻孔涌水量大,承压水压力大,导致绳索取心钻具内管压不下;地层掉块严重,磷矿易被冲刷,矿心采取率难保证,钻杆接头磨损快,钻杆折断事故多;经过对钻头改进以及施工工艺创新,克服了复杂地层给钻进造成的困难,圆满地完成该孔的施工任务,取得了良好的钻探和地质效果。介绍了该孔的钻探工艺和施工技术措施。