我国探月工程可采用的一种月球钻探取样方法的初步分析

美国和前苏联已完成的月球取样方法分别是载人登月取样和地面遥控取样钻机取样。基于美国和前苏联的方法,提出了一种可供我国嫦娥工程选用的月壤钻探取样方案,即用遥控取样钻机,配备硬质合金钻头、空心螺旋钻具,采用振动-回转钻进工艺。在高真空和低重力条件下,可选用空心螺旋钻具来解决排屑和钻压问题。顺利排屑的基本条件为钻具的螺旋升角应小于月壤与钻具之间的摩擦角、钻具的回转速度应大于临界转速。通过分析计算可知在月球上采用外螺旋钻具时,临界转速比在地球上要小得多,因此在获得同样的回转力矩条件下可匹配较小功率的电动机。     

深孔复杂地层绳索取心钻具优化设计思路

采用绳索取心钻进技术在深孔复杂地层钻进时,易出现内管钻具打捞失败、岩心卡断失效及岩心易冲蚀等问题。本文从实际问题出发,结合国内外绳索取心钻具的发展现状,给出了钻具结构的优化设计思路,包括岩心管涂层减阻及振动解堵、弹卡机构防顶死设计、增加卡簧与岩心之间摩擦力、增大钻具内部过流面积、改变钻头处冲洗液流向等,以进一步提高绳索取心钻具在深孔中的钻进效率。     

强造斜致绳索取心钻具折断分析

在定向钻探固体矿产领域,通常在造斜段使用螺杆钻具,大部分的工作量采用取心回转钻进。造斜段使用螺杆钻具,钻杆不回转,受力较简单;如遇强造斜转换绳索取心钻具稳斜钻进,下部钻具组合容易出现回转困难、下不到底的技术难题,甚至出现丝扣折断事故。为避免强造斜对绳索取心钻具的影响,本文通过建立强造斜段对绳索取心钻具的几何约束变形模型,量化分析强造斜段岩心外管长度与造斜强度、环空间隙之间的约束关系,提供了可快速预判下部钻具参数能否满足强造斜安全钻进的方法。该方法在山东某铁矿定向孔的强造斜致下部钻具折断的事故处理中,通过对绳索取心钻具安全计算模型校核和调整钻具参数,实现了绳索取心钻具通过造斜率0. 62°/m的强造斜段安全钻进至靶点,证明对强造斜绳索取心工具安全钻进预测和事故处理计算具有指导意义。     

达里湖冬季环境取样钻探技术研究

以内蒙古达里湖环境取样钻探为例,针对环境科学钻探中精确取样、原位取样、原状取样及钻进效率问题,介绍了钻探器具的选择及优化改进,对活塞式钻具静压法、锤击法和顿钻法进行分析、探讨和评价。根据活塞式钻具钻进、取样特点,综合优选顿钻成孔法与双钻孔交替取样技术。结合施工技术实践应用情况,进一步优化和改进活塞钻具施工技术,确保了取样质量满足地质科研要求,提高了钻进效率,降低了钻探成本。     

绳索取心冲击回转钻进

通过绳索取心冲击回转钻进试验,从设备配套、钻具调试、降低泵压、钻头与钻进参数、钻具性能等方面,探讨了提高钻进效率、延长钻头寿命的途径.     

绳索取样和大口径泵吸反循环钻进新技术

吉林勘察工程公司研制成功的绳索取样和粉砂层大口径泵吸反循环钻进新技术,在通辽电厂二期扩建供水水源勘察和凿井工程中,显示了优良的性能和较高的经济效益及社会效益,已于1991年9月26～27日在内蒙古自治区通辽市通过专家鉴定。全孔砂层绳索取样用于水文地质勘察。在全孔钻进不提钻的情况下,运用专门的绳索取样钻具,采集岩矿心。改变了传统的多次提钻,多回次取样,操作繁琐,采取率低及单管钻孔砂样严重扰动、污染、层位不准、代表性差的弊端,取而代之的是双     

HDS-130砂金矿钻探绳索取样器及应用效果

我们把岩心钻探中的绳索取心技术移植到砂金矿钻探的技术领域，研制成功了HDS-130新型砂钻绳索取样钻具。该钻具采用外管进尺和内管总成取样同步进行的先进工艺，容纳满砂矿样的内管由打捞器和钢丝绳通过绞车提升出地面。它和多种砂矿钻机可配套使用。钻进试验表明，这种取样器能为砂金矿钻探取出高质量的原生矿样或岩样，钻进的速度高，并大大减轻工人的体力劳动，具有良好的经济、社会效益，使用它可获得好的地质效果。     

强造斜致绳索取心钻具折断分析

在定向钻探固体矿产领域,通常在造斜段使用螺杆钻具,大部分的工作量采用取心回转钻进。造斜段使用螺杆钻具,钻杆不回转,受力较简单;如遇强造斜转换绳索取心钻具稳斜钻进,下部钻具组合容易出现回转困难、下不到底的技术难题,甚至出现丝扣折断事故。为避免强造斜对绳索取心钻具的影响,本文通过建立强造斜段对绳索取心钻具的几何约束变形模型,量化分析强造斜段岩心外管长度与造斜强度、环空间隙之间的约束关系,提供了可快速预判下部钻具参数能否满足强造斜安全钻进的方法。该方法在山东某铁矿定向孔的强造斜致下部钻具折断的事故处理中,通过对绳索取心钻具安全计算模型校核和调整钻具参数,实现了绳索取心钻具通过造斜率0.62°/m的强造斜段安全钻进至靶点,证明对强造斜绳索取心工具安全钻进预测和事故处理计算具有指导意义。     

蓄能式绳索取心液动潜孔锤的应用研究

蓄能式绳索取心液动潜孔锤钻具是在普通绳索取心钻具总成上端增加了发生和传递冲击载荷的结构,将冲击载荷通过绳索取心钻具外管传递至钻头。新疆达坂城黑沟-达拉地布拉克铀矿工区裂隙、构造蚀变带和构造破碎带发育,地层破碎,使用普通绳索取心钻具钻进,岩心极易堵塞、回次进尺短、频繁打捞内管、钻进效率极低。使用蓄能式绳索取心液动潜孔锤钻具钻进,增加了回次进尺,提高了钻进效率。论文依据施工现场使用情况,介绍了蓄能式绳索取心液动潜孔锤的结构和工作原理,统计、总结了应用情况,论述了绳索取心液动潜孔锤得出的应用结论。     

推广应用新技术的几个问题

我队1978年开始金刚石钻进试点，1980年普及。1980年下半年开始绳索取心钻进试点，1982年普及。在推广绳索取心钻进的同时，还推广应用了KHm-PHP低固相泥浆和地勘水泥堵漏，钻探机具也进行了更新。1983年各机台实现了电力驱动。1985年开始铜镍矿复杂地层深孔钻进实践与研究，钻进最大孔深1506m，在深孔施工中，S75钻具得到了全面推广应用。1987至1988年为解决坚硬岩层钻进钻头打滑问题，推广应用了绳索取心冲击回转钻进技术。此外，还成功地推广应用了QJD-50型取样钻。1989年还进行了气举反     

取气用真空螺旋钻机具

为研究地质环境对气候演变的影响,研制了一种轻型取气用真空螺旋钻机,介绍了其主要技术参数,以及配套钻具的结构特点和取气原理。     

TGQ背包式取样钻机的研制

目前在普查踏勘阶段,地质工作者要求随时随地取样,迫切地需要迁移便捷、快速钻进、高效高质的便携式取样钻机。本文介绍了研制的TGQ背包式取样钻机的参数、特点及试验情况。该钻机体积小、质量轻、结构设计合理,具有高、低两挡转速,可以实现金刚石钻进、螺旋钻进工艺,可以进行斜孔钻进取心,可以解决复杂地层的取样问题。钻具采用高强度的材料,钻杆采用插装式快速连接结构,提高了加减钻杆的效率。钻机的研制打破了国外背包式轻便钻机对我国市场的垄断。     

试论月球表面钻探取样的难点与关键技术

简述了月球表面钻探取样的意义与现状,重点讨论了月球表面钻探取样必然面对的能源、钻机质量、取样设备润滑、钻头排除岩粉与冷却、保证钻进所需的压力和取样可靠性等难题,并针对这些难题提出了可用于月球钻探取样的若干关键技术。     

月球钻孔取心机具试验与钻进规程

我国探月工程第3期工程的核心任务是实现月球钻探取样和返回,明确采用钻取方式获取深2 m的月壤样品.针对月表极端钻进环境,提出一种内外管联合取心螺旋钻具,即内管软袋提拉取心,外管螺旋集输取心.模拟月壤钻进试验结果表明,该取心钻具能实现有效钻进可靠取心,特别适合小于0.6 m浅层模拟月壤钻取.试验研究了钻进规程对模拟月壤取心率和钻进功耗的影响规律,得出了钻进转速、进给速度值域与功率值域的关联性,对月球环境下取心钻具研制和钻进规程制定具有实际工程应用价值.      

韩城桑树坪二号井松软煤层钻进技术研究与实践

针对韩城桑树坪二号井煤层松软破碎,现有设备能力小、自动化程度低、钻探工艺不合理导致瓦斯抽采钻孔钻进深度浅、钻进效率低等问题。对研究矿区3号煤层进行了大螺旋钻杆回转钻进、宽翼片螺旋钻杆空气钻进与宽翼片螺旋钻杆清水钻进工艺试验。试验表明:宽翼片螺旋钻杆清水钻进工艺施工效率是原来的1.5倍,钻孔深度由80 m左右提高到了200 m以上,成孔率达80%以上,满足了桑树坪二号井工作面瓦斯抽采钻孔施工要求。      

TGQ-30型轻便取样钻机及其在低山丘陵地区的应用

介绍了TGQ-30型取样钻机的结构设计、主要技术参数和特点;详细探讨了与该钻机配套的钻具及取样器;总结了该设备在我国南方低山丘陵地区应用取得的经验成果,提出使用过程中的注意事项。为该地区工作的进一步开展提供有益借鉴。     

无循环旋挖法施工卵砾石层钻孔桩

通过工程实例，阐述了无循环旋挖法的施工设备、机具，工艺及技术特点，在卵砾石层中施工大口径钻孔桩，该工法充分显示出成效率高，质量好，环境污染小等技术优势，是国内桩基工程施工技术的新发展。     

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。     

空气反循环连续取样在含金砾岩钻探中的应用

通过选取合适的钻探设备和合理的钻进参数,采用空气反循环连续取样工艺,在吉林省珲春金泉岗含金砾岩矿区施工取得了良好的应用效果。实践表明,在岩矿样难以采取的含金砾岩地层中,采用空气反循环连续取样钻进工艺,其岩样采取率达98%以上,配合潜孔锤钻进工艺,在坚硬岩层中钻进,有效提高了钻探效率,降低了成本。介绍了施工设备、管材的配置及空气反循环连续取样钻探技术的施工工艺。     

我国钻掘设备的发展趋势及几种最新机型

概括地介绍了近年来我国钻掘设备的最新进展与应用情况，主要从钻掘设备的基本性能和技术原理及基本结构等方面进行介绍。介绍的主要设备有全液压岩心钻机系列、轻便设备系列、地源热泵钻机、浅海及滩涂取样钻机、全套管钻机等。