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。     

21世纪IODP大洋综合钻探计划进程

21世纪大洋钻探计划是一顶国际科学钻探计划 ,基于日本和美国分别提供的 2艘深海钻探船的即将付之运作 ,该计划将于 2 0 0 3年 10月开始实施。美国提供的无隔水管钻探船 (就是执行ＯＤＰ计划的ＪＯＩＤＥＳＲｅｓｏｌｕｔｉｏｎ号钻探船 )将于 2 0 0 5年进行施工。装备隔水管的日本钻探船在 2 0 0 1年初即行建造 ,将于 2 0 0 6年开始进行其科学钻探活动。 2 1世纪ＩＯＤＰ大洋综合钻探计划进程初步方案见表 1。表 1　 2 1世纪ＩＯＤＰ大洋综合钻探计划进程初步方案21世纪IODP大洋     

钻掘工程国内外发展水平与差距及建议（上）

简介钻掘工程领域国内外发展水平。重点概述在固体矿产岩心钻探、水井钻探、石油天然气钻探、大陆科学钻探、大洋钻探、极地钻探和外星钻探及掘进工程等方面的国内外发展状况与差距，并提出重点研究开发和引进建议。     

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。     

夏威夷科学钻探项目的钻探技术和施工情况

１９９９年４月５～１０日,国际大陆科学钻探计划（ＩＣＤＰ）科学顾问组和执委会会议在夏威夷召开,会议的日程之一是参观正在施工的、设计孔深４５００ｍ的夏威夷科学钻孔的钻探现场。由于我国正在准备实施５０００ｍ科学钻探工程,因此中国大陆科学钻探工程中心的科学...     

GLAD800型全球湖泊钻探系统及在 大陆科学钻探中的应用计划

阐述了湖泊取心钻探对于揭示地球古气候变化,预测未来气候演变的重要作用;简述了ＧＬＡＤ８００型全球湖泊钻探系统主要参数和性能特点,介绍了该钻探系统从２０００年夏季开始至今后几年症状国大盐湖和熊湖、南美洲的的喀喀湖和非洲马拉维湖等大陆科学钻探中的应用计划。     

固体矿床泡沫钻探

固体矿床泡沫钻探是地质矿产部"七五"科技攻关项目.文中对泡沫钻探的特点、配套设备的选择和设计、钻进工艺等进行了较为详细的论述,列出了相应的技术指标.     

论钻探施工方式发展趋势——综合钻探技术

本文是作者在导师中共广西自治区党委常委、人民政府副主席李振潜教授和中南工业大学徐祖宽副教授指导下所写的硕士论文“钻进方法优化组合的研究”的节要，主要观点是“钻探技术的发展应以合理选择、综合运用各种技术方法为方向，朝着综合钻探技术目标努力”。李振潜同志在1988年即已提出这一观点，本文可供探矿理论界讨论研究。     

煤田钻探地质工作质量现状分析

今年是“质量、品种、效益年”。效益的核心是质量,质量是指满足使用要求所具备的特性,即适用性,它包括产品质量和工作质量两方面。地质行业的产品就是地质报告,地质报告及其有关的各项工作质量,构成煤田地质工作全部质量,而按时提交优质地质报告,是煤田地质工作质量的集中反映。 去年7月全国开展了第二次地质工作质量检查,作者得以了解到一些主要情况,现将有关数据作一整理报道与分析,并对如何进一步提高质量谈一点看法,不当之处,请予指正。     

21世纪中国石油钻井技术发展战略研究

石油钻井技术发展的总趋势是以信息化、智能化、自动化为特点，最终实现自动化钻井。提出了21世纪初期（2001－2020年）应加速研究与自动化钻井有关的主要技术；复杂结构井的产业化技术，钻井信息技术，新型绿色无污染钻井液，随钻测量和随钻地层评价技术，井下动态数据的采集、处理与应用系统，信息流闭环系统及旋转导向闭环钻井技术，现代平衡钻井技术，柔管技术等，继续解决深井、超深井钻井技术难题，进一步完善和推广油气层保护技术和小井眼产业化技术，加强钻井理论研究。     

松科1井（主井）取心钻进钻井液技术

松科1井是全球第1口陆相白垩纪科学探井,由主井(又称北井)和南井组成,主井164.77~1 792 m井段连续取心。分析了主井取心钻进存在的钻井液技术难点;经过室内钻井液体系优选,根据不同地层分别采用了PAM钻井液体系、DFD-LG-CMC钻井液体系和DFD-NH₄HPAN-SAKH钻井液体系;同时结合钻井液粘度的合理控制技术、降低循环压降的钻井液技术等,先后解决了松散砂层、水敏性泥岩和硬脆性泥岩中的取心钻进技术难题,探索出了一条用低成本钻井液进行类似科学钻探工程的成功之路。      

ZCY-Ⅰ型钻参仪在煤田钻探中的应用

介绍了ＺＣＹ－ Ⅰ钻参仪实时自动检测、显示和记录多个钻进参数及其动态变化曲线,并对重要的参数超限进行报警的功能,分析了其在煤层钻进、水文地质监测、预防孔内事故,确保钻孔施工安全和提高钻效方面发挥的作用。     

松科一井（主井）取心钻进工艺

松科一井的科学目标之一,是通过厘米级样品的取样与分析,建立全球范围内可对比的、高分辩率的陆相白垩系综合地质剖面,将传统地质学百万年的时间分辨率提高到万年尺度。因此,岩心采取率指标对松科一井的地质研究具有极其重要的意义。根据主井不同地层,研发与选用硬质合金、PDC、孕镶金刚石3类12种结构形式的钻头和2种隔液保形单动双管取心钻具,采用转盘单回转与螺杆马达+转盘复合回转钻进工艺,在长井段复杂地层取心钻进163041 m,获原状砂样采集率8207%、岩心采取率9492%的技术指标。详细介绍了取心钻具结构与钻柱组合、取心作业的难点,及相应的工艺措施与技术效果。     

Contents Volume 21 (2003)

Volume Contents

Contents Volume 21 (2003)     

我国大陆科学钻探工程实施概况及其取心钻进技术体系

科学钻探是为包括构造运动、气候变迁、火山喷发、地震机理、陨星撞击等基础地学研究领域,提取地球深部信息、建立地下长期观测网络的科学工程。开展科学钻探,不仅将促进我国地学基础理论研究走向国际前沿,实现从地质大国向地质强国的转变,还具有拉动我国钻探工程整体进步,提高其技术、学术水平和国际地位的工程技术意义。在通过科学钻探获取的地下信息中,岩心是直接反映地球演变历史的实物资料,也是最为地质学家所重视的研究资料。我国自2001年启动大陆科学钻探工程以来,素以全过程连续钻取岩心和对岩心的高质量要求著称于世。本文概略介绍了我国已成功实施的4项大陆科学钻探工程,着重介绍了在工程中形成的,具有我国自主知识产权的科学钻探取心钻进技术体系：井底动力取心钻进系统、大口径长回次钻程取心钻进系统、极复杂地层原状取心钻进系统,以及各类岩心的无损出管方法,介绍了各钻进系统在工程应用中取得的主要成果。     

4 000 m DISC深冰芯钻机概述

深冰芯钻探(Deep Ice Sheet Coring, DISC)钻机是美国冰芯钻探服务中心(ICDS)开发研制的一款机电钻机, 设计取芯直径122 mm, 钻取深度4 000 m.该系统由两部分组成,包括机械钻进系统和地面支撑系统. 其中, 机械钻进系统由钻机、 电缆、 钻塔和绞车四部分组成, 钻机是该系统的钻探部分, 由6个不同部件(刀盘、 芯管、 筛管、 电机/水泵、 钻机控制板和顶端)组成; 地面支撑系统包括电源、 控制系统、 冰芯处理系统、 钻井液处理系统、 筛管清洗系统、 辅助设备以及安全设备设施. 2006年夏季ICDS在格陵兰Summit营地对该套钻机系统进行了成功试验, 2011年12月31日在西南极冰原(WAIS Divide)成功获取3 405 m深度的冰芯.实践证明, 该套钻机能够满足目前钻探项目的科学需求. 但是, 在西南极冰原主冰孔不同深度钻取同深度副冰孔冰芯的过程中, 钻刀无法在主冰孔壁上侧向钻取新的冰芯孔, 未能如期获取复制的冰芯样品.     

《现代地质》2007年(第21卷)总目录

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液动冲击回转钻井机械钻速的仿真

结合三牙轮钻头有关的理论 ,建立了液动冲击回转钻井钎头的真实的数学模型、井底模型和钎头牙齿与井底岩石的互作用模型 ,用计算机仿真方法预测出了液动冲击回转钻井的机械钻速。使用表明 ,该模型可靠 ,计算结果与实际机械钻速基本一致。