加强科技创新能力 服务经济社会发展——河南省深部探矿工程技术研究中心创新工作回顾与展望

“十二五”期间,河南省深部探矿工程技术研究中心根据专业学科特点和环境资源新形势,紧密结合生产实际,围绕“加强科技创新能力,服务经济社会发展”的思路和原则,积极开展系列自主创新活动。将空气潜孔锤、气举反循环、孔底螺杆马达、石油钻井、液动潜孔锤、绳索取心等技术根据地层特点进行组合,实现了多工艺钻探技术。在国家应急抗旱救灾、地热清洁能源勘查、复杂地层钻探和钻探相关标准化建设等方面取得了显著成效。结合环境形势和地质工作新常态、利用大地质理念提出了民生地质（工业地质、农业地质、灾害地质、医学地质、新能源地质等）新概念和“十三五”钻探工作的新思路。     

贯通式取心潜孔锤钻探技术研究和应用取得显著成果

2007年1月20日，地调项目“贯通式潜孔锤系列化研究及应用研究”和“贯通式取心潜孔锤钻探技术在固体矿产勘查中的应用研究”的成果通过了评审验收。     

河南省“十一五”深部钻探工程综述

“十一五”期间,河南省钻探工程在资源与环境并重的新形势下,紧密结合深部找矿、新能源（地热、煤层气）等勘查开发要求,逐步实现了中深钻探向深部钻探的过度和发展。固体矿产深部钻探完成工作量295415 m,占全部小口径钻探工作量的15.5%,最大钻孔深度1620 m;地热、煤层气、盐矿深部钻探完成工作量998365 m,占全部大口径钻探工作量的8.03%,最大井深3300 m。在新技术、新工艺推广应用和科技创新方面主要采用了绳索取心+液动潜孔锤、井底螺杆马达、空气潜孔锤和石油钻井工艺等多工艺复合式钻探技术,并取得了显著成效。同时,就深部钻探存在的主要问题进行了详细阐述,并提出了建议。     

国外一种无阀贯通式气动潜孔锤问世

贯通式气动潜孔锤配用双壁管实现反循环连续中心取样钻探新工艺,一直是近年来国内外钻探界研究的新课题.1989年11月,经美国钻探界友人函告,一种无阀贯通式气动潜孔锤——商业名“桑普莱克斯”(SAMPLEX)已经投入市场,并被美国MAJOR钻探公司配在CSR钻机上使用,效果良好.     

中心取样钻探技术(二)

第三讲　中心取样钻探工艺中心取样钻探工艺根据所选用钻具的不同而异 ,中国地质科学院勘探技术研究所研究并经过试验验证可实现中心取样钻探工艺的基本钻具组合方式有 6种 ,如图 3- 1所示。不同的钻具组合所适应的地质条件如表 3- 1所示。图 3 -1　中心取样钻探钻具组合Ａ—常规潜孔锤钻具组合 ;Ｂ—贯通式潜孔锤钻具组合 ;Ｃ—牙轮钻具组合 ;Ｄ—硬质合金钻具组合 ;Ｅ—复合片钻具组合 ;Ｆ—刮刀钻具组合1—双壁钻杆 ;2—转换接头 ;3—常规潜孔锤 ;4—贯通式潜孔锤 ;5—牙轮钻具配气接头 ;6—牙轮钻头 ;7—岩心卡断器 ;8—硬质合金钻头 ;9…     

潜孔锤钻进在地质勘查中的应用

潜孔锤钻进是以压缩空气代替传统的泥浆作为循环介质,解决了煤田火区勘察钻孔中高温水爆、烧变岩疏松裂隙发育、不稳定易坍塌的问题、突破了坚硬岩层硬钻探效率低的难题。分析了煤田火区与工程勘察的工程特点,给出了用潜孔锤钻进的钻井参数,对钻探工艺和效益进行了评价,同时对煤田火区潜孔锤钻探和常规的泥浆或清水钻探的时效与费用进行了对比。从对比结果来看,潜孔锤钻探具有设备简便,油料消耗少,用人少,时效高,经济效益明显的优点．特别适用于西北中高山缺水地区勘查钻孔的施工,具有一定的推广价值。     

水井钻探中如何用好风动潜孔锤

风动潜孔锤钻进是目前水文水井钻探施工中一项高效的钻进工艺，国内已积极推广使用。但要真正使用好潜孔锤，充分发挥其经济效益，应处理好以下几个关键的技术问题。     

泡沫潜孔锤应用于水文水井钻探的钻进工艺初探

泡沫潜孔锤是将普通潜孔锤的工作介质从单一流体(空气)变成两相流体的压缩泡沫,并以泡沫作为动力介质驱动潜孔锤工作的新型工艺方法.从分析泡沫潜孔锤的结构特点和工作原理出发,结合室内实验,在钻进设备的配套、灌注系统的设计、钻进规程参数的选择等方面,对泡沫潜孔锤应用于水文水井钻探的钻进工艺进行了研究.结果表明,泡沫潜孔锤钻进技术有着广泛的应用前景.     

“科钻一井”突破4000m，YZX127液动潜孔锤创造新记录

由中国地质科学院勘探技术研究所研究开发的、具有自主知识产权(获国家发明专利ZL99100660.7)的YZX127液动潜孔锤,在国家重点工程——中国大陆科学钻探工程“科钻一井”主孔施工中,继续配合由科学钻探中心研究、属世界首创的具有中国特色的组合钻探工艺(即螺杆马达/液动锤/金刚石取心工艺),使用效果显著。截止2004年     

影响水井钻探效率的因素及提高钻井速度的关键技术

目前水井及地热井钻探效率不高已成为影响水资源开发利用进程的主要因素之一。在分析水井、地热井钻探效率低下原因的基础上,针对不同影响因素,并结合生产施工实际,从优选钻井工艺方法、完善钻井设备配套方面进行论述。提出了大力推广应用地下水开发快速钻进技术---气动潜孔锤钻进技术和气举反循环钻进技术的建议。     

贵州省复杂地层地热深井钻探工艺

贵州省地矿局组织实施了“贵州省地热深井钻探技术攻关”项目,研究了喀斯特地区复杂地层情况下地热深井钻探中螺杆钻井工艺和空气钻井工艺的适应性,攻克了两种工艺在该地区应用受地层特性限制的相关技术难题。螺杆马达平均寿命达到200小时以上,螺杆钻井工艺较常规钻井工艺钻进机械钻速提高2～3倍;空气潜孔锤单井应用深度超过1500m,空气潜孔锤钻井工艺较常规钻井工艺机械钻速提高10～29.5倍。同时研究了单井多工艺转换接力钻进技术,以及与上述工艺配套使用的钻井液体系。最终形成了一套适合贵州省地质条件地热深井钻探施工并能显著提高钻井效率和经济效益的组合工艺技术体系。该成果能将1口2000m以上地热深井施工周期由原来的8~12个月缩短至4~6个月,将单井平均施工成本由450万元降低至410万元以下。     

工程施工钻探获重大发展——在地矿部工程施工钻探技术交流会议上的综合发言

介绍了工程施工钻探技术的发展历程;论述了工程施工钻探在工程钻探、地质灾害整治与环保工程措施三大领域中的发展远景;同时论述了使用反循环、潜孔锤钻探及低密度冲洗介质等钻探工艺方法的优越性.     

利用神经网络法预测风动潜孔锤钻速

风动潜孔锤钻进在钻效方面有着传统钻进方法无可比拟的优势。以往的钻速预测主要是针对回转钻进,而准确预测风动潜孔锤钻速则更具有现实意义,更有利于合理制定钻井计划。利用有多隐层的BP神经网络原理,综合考虑钻压、转速、风压、风量、钻井深度、钻头工作时间等各方面参数对钻速的影响,研究了贯通式潜孔锤冲击回转钻井钻速的预测方法,并对现场实际钻井作业进行了预测。预测结果与现场实际情况能很好地吻合。同时又以预测结果为基础,优选钻进参数以指导施工。     

RC 50贯通式潜孔锤结构原理及其在乌山铜钼矿的应用

贯通式潜孔锤是空气反循环连续取样钻探技术中必不可少的设备之一。瑞典产RC 50贯通式潜孔锤在中国黄金集团乌山铜钼矿进行了应用,取得了良好的效果。重点对RC 50贯通式潜孔锤结构、原理、性能及其在乌山铜钼矿的应用效果进行介绍。     

综合大洋钻探计划

综合大洋钻探计划（Integrated Ocean Drilling Program,IODP）是一项旨在通过研究海底沉积物和岩石来探索地球历史和结构的宏大国际研究计划。其前身国际大洋钻探计划（Ocean Drilling Program,ODP）和深海钻探计划（Deep Sea Drilling Project,DSDP）。是20世纪地球科学领域规模最大、历时最久的国际合作研究计划,所取得的科学成果证实了海底扩张、     

“空气潜孔锤反循环连续取心钻探技术培训班”在河南栾川举办

2007年11月12—13日，由中国地质调查局科技外事部组织、吉林大学承办、河南省地调院协办的“空气潜孔锤反循环连续取心钻探技术培训班”在河南省栾川县举办。来自全国地矿、有色、冶金、煤炭、武警黄金部队、水电等部门地质勘探队伍和研究单位的百余名钻探技术人员参加了培训。     

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。     

空气潜孔锤孔底局部反循环封堵工具研究与应用

空气潜孔锤钻进工艺钻进效率是常规钻井工艺的10~20倍,对提高矿产资源勘探开发效率,促进贵州省经济发展具有重大意义。西南（贵州）喀斯特地区是全球最大的喀斯特连片分布区,碳酸盐岩地层分布广泛,溶洞及溶隙、裂隙发育,在使用空气潜孔锤钻进工艺钻进时,容易发生漏风现象,导致返渣困难,甚至发生卡钻、埋钻事故。双壁钻杆空气潜孔锤局部反循环钻进工艺可以有效解决喀斯特地区空气潜孔锤钻进工艺使用困难的问题,但该工艺使用的封堵工具极易磨损,限制了该工艺在深井钻探中的使用。本项目主要以双壁钻杆空气潜孔锤局部反循环封堵工具为对象,通过调整封堵工具结构,增加封堵环旋转性能等手段,对封堵环进行改良和优化设计,增加封堵工具的使用寿命,实现双壁钻杆空气潜孔锤局部反循环钻进工艺在深井钻探中的应用。     

综合大洋钻探计划

综合大洋钻探计划（Integrated Ocean Drilling Program,IODP）是一项旨在通过研究海底沉积物和岩石来探索地球历史和结构的宏大国际研究计划。其前身国际大洋钻探计划（Ocean Drilling Program,ODP）和深海钻探计划（Deep Sea Drilling Project,DSDP）,是20世纪地球科学领域规模最大、历时最久的国际合作研究计划,所取得的科学成果证实了海底扩张、大陆漂移和板块构造理论,极大地推动了20世纪地球科学的革命。     

液动锤钻探技术实践及展望

利用泥浆泵驱动的液动潜孔锤钻探技术比回转钻探强化了碎过程，在复杂岩层中钻进减少岩堵塞，提高钻并笔直度。论述了阀式液动锤设计及评价的依据。提出了大陆科学钻探利用此技术的前景和建议。