深部钻探钻参仪数据库管理系统

为解决深部地质岩心钻探钻参仪检测过程中产生的数据的存储、管理以及如何利用钻进参数的问题,结合自主研发的钻参仪建立了钻进参数数据库,并利用LabSQL工具包实现对钻参数据的录入查询等功能。并利用深钻现场实际采集的数据,在LabVIEW平台上调取钻进参数生成五组钻参曲线,并通过曲线回放分析判断钻进的工作情况,对实际钻探工作有一定的指导意义,最后提出对钻进参数深入挖掘利用的展望。     

基于数字孪生的智能钻探服务平台架构

针对地质钻进过程中钻遇对象未知且复杂多变、钻进事故频发的现状,采用数字孪生技术,构建了基于时序数据驱动的地质钻探数字孪生模型体系,用以满足随钻探测、工况识别、钻速优化等实际需求。将监测到的地表设备、随钻测量、钻进工艺等数据按照时间序列分解为事前数据、实时数据、延时数据和迟到数据,利用物联网技术将这些多源异构数据进行处理,采用时序数据进行特征分析,基于事前数据建立典型工况,实时数据进行随钻预测和钻进过程工况识别,延时数据和迟到数据演进融合进行钻后优化,建立了数字孪生智能钻进周期服务平台,平台设计了设备物理层、虚拟模型层、数据处理层及钻探服务层4层交互系统,实现钻前、钻中、钻后全数据的全过程集成融合,达到了钻进系统参数最优化配置和安全高效钻探的目的。基于上述平台,利用Unity3D软件开发了数字孪生智能钻进原型系统,实现了钻前设备的数字化设计、钻进过程孔内三维可视化和钻进过程参数实时监测与控制的功能。结果表明,基于时序数据构建的数字孪生模型可有效提高钻进过程的效率和可靠性。研究结果为智能钻探优化提供了全新的路径和方法,有望在煤炭、石油、天然气、页岩气等钻探领域实现工程应用。     

水利水电钻探技术进展及发展趋势

水利水电钻探是工程地质勘察的重要技术手段,通过钻探方式获取的工程地质资料是水利水电工程规划、设计和施工的重要依据。近年来,钻探技术在实践过程中不断发展和革新,包括随钻压水试验技术,自振法抽水试验技术,砂层、软土层和卵砾石层钻进及取样技术,大顶角斜孔钻进技术,声波钻探技术,全液压动力头式钻机,浅海钻探技术,水利水电帷幕灌浆自动记录仪等,掌握、合理选择和应用这些钻探技术方法对于优化水利水电工程勘察有着重要经济效益和社会效益。 本文还论述了水利水电工程钻探技术发展趋势。     

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。     

地质钻探过程状态监测App软件设计与应用

区域钻场数据监测对地质钻探过程的控制和决策具有重要意义。为解决当前大多数钻探过程状态监测系统存在的钻孔数据单一、数据互联不通以及缺乏远程便携式监测软件等问题,结合移动通信和互联网技术,开发一款基于Android的地质钻探过程状态监测App。该App整体采用模型-视图-演示器架构进行设计,具有实时监测、历史曲线趋势分析等一系列功能。在辽宁丹东3000 m科学钻探工程现场投入使用,取得了良好的状态监测效果。该App可实时获取钻进过程状态信息,并及时提醒专家进行操作调节与决策,为地质钻探施工提供很大的便利。     

特深孔地质岩心钻探钻孔口径及管柱规格研究

针对5000 m地质岩心钻探基础准则与依据缺失,油气钻井与岩心钻探工艺及装备差异大等问题,本文梳理分析了国内外深部地质岩心钻探口径系列及管柱规格,厘定了基本外界条件及相互关联要求,开展了特深孔岩心钻探环空水力学计算与绳索取心钻杆的等强度设计,初步构建了以绳索取心钻进工艺为主体的5000 m特深孔钻探口径系列与钻（套）管柱规格。     

大陆科学钻探施工用钻探技术和施工战略

国外实施大陆科学钻探采用的钻探技术有地质岩心钻探技术，石油钻探技术，组合式钻探技术，以及前苏联和俄罗斯的具有鲜明特色的科学深钻技术，分别介绍了它们各自的技术特点及优缺点，并介绍了科学深孔和超深孔的2种施工战略，即超前孔裸眼钻进方法和双孔方案。     

中国东部海区科学钻探施工技术探讨

东部海区科学钻探工程是我国海洋地质研究中的一项重要工程,施工环境复杂,钻探施工难度大。根据地质预测和环境条件,针对实际情况,分析海上钻探施工的难点,提出了钻孔结构、钻进工艺、取心方法、冲洗液使用等方面的技术方案思路,以指导和保障钻探施工。     

深部找矿钻探技术探讨

随着矿产资源的不断勘探和开采,浅部矿产资源已开采殆尽,深部找矿已经是我国地质找矿事业的发展方向,而深部钻探技术是深部找矿的主要技术手段。在阐述国内外深部地质钻探技术现状的基础上,分析了我国深部钻探技术面临的井身结构较复杂、岩心钻机提升能力受限钻孔易斜和钻进效率低等难题,提出了优化简配石油钻机设施、上覆地层快速全面钻进、配套绳索取心工艺技术和实施定向钻探技术等对策,为深部找矿钻探指出了方向。结合ZJ40钻机施工慈页1井成功实例,说明了深部钻探技术在实践的应用。     

《中国大陆科学钻探工程科钻一井钻探工程技术》一书出版发行

中国大陆科学钻探工程中心王达、张伟、张晓西等著的《中国大陆科学钻探工程科钻一井钻探工程技术》一书于2007年2月由科学出版社出版发行。全书88万余字，由刘广志院士和李世忠教授撰写了序言，全面介绍了中国大陆科学钻探工程科钻一井的钻探施工理论与工程实践，汇集了科钻一井钻进过程中积累的各种数据、资料，展示了我国在科学钻探工程研究领域的最新技术和成果。     

中国东部海区科学钻探工程CSDP-02井钻探效率统计分析

CSDP-02井是中国东部海区科学钻探工程2井,该井采用五开结构,完井井径98 mm,完井井深2843.18 m,历时504 d,创造了海洋科学钻探全取心井深世界纪录。本文介绍了该井的施工过程,对该井的钻进时间、钻探效率和回次进尺长度进行了系统的统计与分析。通过分析,对影响海上深部科学钻探效率的海况、后勤保障等因素进行了简单的阐述,为提高海上深孔钻探施工效率提供了参考依据。     

深部地质钻探钻井液使用的认识与思考

深部地质钻探,钻遇地层复杂多变,对钻井液和工艺方法等要求更加严格。在分析深部地质钻探面临的技术难题的基础上,结合目前施工中存在的主要问题,从孔内安全与工艺方法的关系、处理复杂地层的方法、孔壁稳定周期、孔内复杂情况综合治理等方面,提出了相关意见和建议,可供深孔施工中借鉴和利用。     

深部钻探铝合金钻杆开发应用

铝合金钻杆具有质量轻、比强度高、钻进深度大等特点,开发并应用铝合金钻杆对提高我国难进入地区钻探施工效率、推动深部科学钻探技术进步以及节能降耗等具有重大现实意义。本文介绍了我国铝合金钻杆批量化、系列化开发与应用的现状,并重点分析了铝合金钻杆应用技术特点、试制关键技术、室内试验和推广应用情况;根据铝合金钻杆的实钻应用情况及研发趋势,提出了我国铝合金钻杆开发的新构想。     

北京大安山煤矿井下深孔钻探实践

北京大安山煤矿地表只有少数钻孔控制到+550 m水平,为探明下部煤层赋存条件,提高资源储量级别,应用ZDY1000G型全液压坑道钻机、S75绳索取心钻进工艺进行了硐内深孔钻探,完成了坑道内试验钻探孔深505.17 m。随之在2012-2014年共计钻探进尺8237 m,勘探增加资源储量1877.7万t。深孔钻探技术不仅加快了对深部水平煤层的勘探,探明了深部水平煤层赋存条件。为开拓工程部署提供了可靠的地质资料,而且减少了巷探成本,提高了工程效率。本文对井下硐内深孔钻探进行了介绍。     

深部地质钻探钻孔结构设计与施工分析

根据长期深部钻探施工经验,分析了深部地质钻探钻孔结构设计的主要依据和原则,通过典型深孔钻孔结构设计与实施的案例,总结了几种钻孔结构实施程序：（1）在地质预测与实际相差不大的熟悉工区,根据经验有针对性地选择钻孔结构进行施工的按设计施工法;（2）在不能预测下部地层复杂情况的条件下,采用探索、扩孔并根据实际调整钻孔结构的探索施工法;（3）利用大口径尽可能向下钻进的充分施工法等。通过实际案例分析,为深孔、超深孔钻探钻孔结构设计与施工提供一定的经验参考。     

大陆科学钻探选址与钻探实验

围绕中国大陆动力学基础地质研究的重大关键问题--板块汇聚边界的深部动力学、重要的矿产资源集聚区的成矿背景、成矿条件和深部找矿前景、盆山结合带对油气资源制约以及火山地质灾害预防等方面开展地质、地球物理研究、大比例尺地质调查科研填图和科学钻探选址预研究.在此基础上,运用不同技术方案在条件成熟的选区实施7口先导孔的科学钻探;...     

借助于钻探现场数据库进行最优化钻进

本文提出了利用钻探现场数据库实现优化钻进的方法。该数据库通过钻进监测系统实时采集钻进参数,手工输入地层情况、钻进成本等在钻探过程中发生的其它数据,使钻进参数与地层情况及钻进成本联系起来,从而较容易地实现最优化钻进,特别是最小成本钻进。      

SinoProbe-05深部探测项目钻探技术问题总结与对策研究

为满足深部找矿和地球科学研究的需要,近几年,深度超2000 m钻孔数量在不断更新,岩心钻探深度记录也在不断打破。深部钻探由于科学目标更高、钻遇地层更多,压力层系复杂、钻进时间更长等客观实际,对钻探装备、工艺技术和管理提出了新的要求。针对不同地域和区块,深部钻探均有不同的典型难点问题和技术挑战性。SinoProbe-05深部探测项目自2009年启动以来完成了西藏罗布莎、甘肃金川、云南腾冲、安徽庐枞、安徽铜陵和于都赣县等钻探任务,通过集成该深部探测项目过程中的技术问题,从装备、工艺、材料到机具等10个方面总结了该深部探测项目的成果,并结合近几年国内其他深部钻探项目一些经验,进行了策略研究和风险规避探索。     

5000米智能地质钻探技术与装备研发

深部钻探技术是解决深地探测科技问题的必要手段之一。本文主要介绍了“十三五”国家重点研发计划 “5000米智能地质钻探技术装备研发及应用示范” 项目方案,项目从构建大深度绳索取心钻孔口径系列、钻具级配、装备配置等入手,开展了钻进智能控制、钻机关键技术与装备、高性能绳索取心钻杆、小口径高效系列钻具、环保冲洗液体系与废浆处理技术、钻探技术装备集成与示范等研究,拟突破智能控制、自动化、轻量化与模块化等关键技术,形成以绳索取心工艺为主体的特深孔地质岩心钻探装备与技术体系,为我国深部探测计划提供技术与装备支撑。     

康家湾铅锌矿区ZK1122号孔裸孔钻探技术

为确保实现康家湾矿区ZK1122号钻孔的全孔裸孔施工,在普通地层钻进时,使用了低固相泥浆,适当加入润滑剂,以减少摩擦阻力;在水敏性地层钻进时,使用了强抑制剂维护孔壁稳定;在应力异常地层钻进时,使用了加重泥浆;同时根据地层的不同和施工深度的不同,选用了不同的钻具组合,钻至深部地层时,选用了厚壁岩心管、长胎体的阶梯钻头,并增加了扩孔器和扶正器的数量,以保证深部钻探时的施工安全和施工效率。通过采取严格钻探规程和现场管理等一系列措施,完成了复杂地层条件下的深孔裸孔钻探施工任务,为今后在金属矿深部施工,特别是危机矿山＂攻深找盲＂项目提供了一种比较可行的钻探技术。