国际深部大陆科学钻探装备研究进展

大陆科学钻探是获取地下实物信息的唯一手段, 具有钻进地层条件复杂、取芯要求特殊、对钻探工具及装备要求高等特点。美国和德国的先进钻探装备代表了国际深部钻探装备的发展方向; 近十年来, 国内深井和超深井钻机研制取得了较快发展; 本文着重分析了美国NOV理想钻机、德国海瑞克TI-350全液压钻机、中国“地壳一号”万米钻机。国际大陆科学钻探装备关键技术包括顶部驱动钻井技术、钻探装备自动化技术、钻探装备信息化技术。顶部驱动钻井技术利用顶驱装置取代孔口转盘驱动钻杆回转, 钻井作业的能力和效率得到显著提高; 钻探装备自动化技术以实现安全、可靠、高效地运移及拧卸钻具为目的, 主要包括自动猫道、自动摆排管装置和自动上卸扣装置; 钻探装备信息化技术是伴随着现代机电液一体化控制技术和随钻测量技术发展起来的, 通过对地面与井下数据的联合分析, 实现数据综合解释和自主钻进。未来深部大陆科学钻探装备的研制应秉承安全、可靠、高效、节能、舒适的设计理念, 以实现自动化、智能化、信息化钻井为发展目标。     

交流变频调速钻机的节能潜力

以XY - 4型地质钻机为例 ,对常规异步电机驱动和交流变频调速驱动时的钻机能耗进行对比分析 ,结果表明 :后者能耗明显小于前者 ,证明钻机采用交流变频调速动力系统有显著的节能效果 ,为提高钻机性能、降低钻探成本提供了一个新的技术途径。     

地质钻机动力系统选择依据的实验研究

通过对钻探我载特性的理论分析和野外测试研究,并结合钻探工作的技术特点,提出了地质钻机对动力系统驱动特性的基本要求,为以后更合理地选择钻机动力系统提供了依据。     

南方不稳定煤田绳索取心问题及对策

近年来，绳索取心钻进工艺在南方不稳定煤田试验应用，对于提高钻探效率，加速煤田地质勘探步伐起了积极作用。我局在赣西煤田开动了三台S75绳索取心钻机，在提高煤田钻探技术经济效果和质量方面，显示了这种新工艺的优越性，如下表所示。绳索取心在煤田应用，虽然见到了成效，但仍存     

DB30型多功能电驱动钻机的研发与应用

以XY-8型钻机为基础,采用模块化设计,研发了既可以进行小口径深孔取心钻探,又可以进行大口径硬质合金钻进及水源钻井的DB30型多功能钻机,该钻机使用变频电机直接驱动,简化传动链,提高了传动效率,配套先进、成熟的电控技术,大大提高了钻机的自动化程度。简要介绍该钻机的技术方案、技术参数、结构设计、技术优势以及实际应用情况。     

地质钻机交流变频调速系统驱动性能的实验研究

在模拟回转和提升负载条件下，对异步电机和变频器组成的驱动系统在地质钻机上的适应性作了比较全面系统地实验研究。实验结果表明：交流变频驱动系统其调速范围宽，驱动特性好，可实现带载频繁启动；具有限定最大输出转矩、设定加减速时间等多项可选择的功能。系统运行可靠、效率高。在钻机上使用，可简化钻机传动机构，利于优化钻井和安全钻井；便于实现钻探设备的自动化。因此，交通变频驱动在钻机上有很好的应用前提，是一项值得     

浅谈全液压履带式水井钻机在水井施工中的应用

为了提高水文水井施工进度、降低施工成本、缩短水文水井施工周期。总结多年来施工水文水井的成功经验及不足,大胆引进新工艺一空气潜孔锤钻探技术及新设备-全液压履带式动力头DL-500型水并钻机、高风压空压机。在同样的钻进工艺下,通过使用DL-500型水井钻机及SPJ-300型水井钻机、XY-4型岩芯钻机施工水文水井的应用效果对比、分析,阐述了全液压履带式动力头DL-500型水井钻机的优越性。     

地质钻机动力驱动系统的发展趋势

目前我国地质钻机仍采用异步电机或柴油机加变速箱的简单驱动方案,对钻探工作是不利的。研究和选择合适的地质钻机用动力系统已是当务之急。本文论述了交流变频调速驱动是今后地质钻机动力系统应用和推广的主要方     

煤矿井下智能化钻探装备发展现状及展望

经过近60年的发展,煤矿坑道钻探装备已经形成满足多种用途、适用于多种钻进孔深要求的多规格、多系列产品,但现有成熟钻探装备主要以全液压驱动和人工操作为主。随着我国煤矿企业在智能化方面建设的大力投入,传统全液压驱动的坑道钻探装备已无法满足当前煤矿智能化发展需要。结合坑道钻探的施工特点,分析了国外典型坑道钻探装备的技术现状和功能特点,以及存在的问题,重点针对国内坑道钻探装备不同施工需求的智能化方面的进展情况进行概述,分别介绍了常规自动化钻机、钻孔机器人、大功率自动化定向钻机、自动化防冲击钻机等方面的研究进展,提出了我国煤矿井下钻探装备智能化建设方面还需解决的关键问题,并通过分步实施方式,加快推进煤矿井下钻探装备的智能化水平。     

深部找矿钻探钻机选择

钻机是实施深孔钻探的前提和必备条件。针对深部找矿钻探设备现状和发展趋势,分析了全液压动力头钻机和立轴钻机的特点,并运用技术经济学原理,重点对钻探效率和钻探经济性进行研究,指出钻机选择不仅要考虑钻探效率,而且更要考虑钻探经济性,提出了钻探经济性指数e概念,为深孔钻探钻机选择提供依据。     

钻机传动损耗功率的试验研究

钻探工作是用钻机带动钻具和钻头实现克取岩石的，而钻机又依靠动力机来驱动。在钻进总功率消耗中，包括动力机空转损失的功率（N_1）和钻机空转损耗的功率（N_2）。为了探讨这两部分功率损耗（N_1、N_2）的变化情况，我们进行了试验研究。     

野外并机电站容量设计的探讨

在开动多台钻机施工的钻探矿区，以柴油发电机组并车驱动多台钻机（简称并机电站）较之单台柴油发电机组驱动单台钻机有较明显的经济效益，而并机电站容量设计问题直接影响着该种驱动方式的经济性。例如，一部金刚石千米钻机施工，所需功率约47千瓦（钻机30瓩，水泵13千瓦，搅拌机3千瓦，照明1千瓦），矿区开动5部钻机，并机电站容量如设计为47×5=235千瓦，显然这是一极大的浪费。因为5部钻机同时施工，并不一定都同时处于满负荷状态，因此实需动力远低于235千瓦，据我们的供电实践，     

深孔取心钻进用高速顶驱式钻机

回顾总结了汶川地震断裂带科学钻探（WFSD）项目钻探装备的研制和改造过程,详细描述了2种高速顶驱式岩心钻机的总体方案、应用效果和存在问题,简要分析了高速顶驱钻进、顶驱/转盘双回转钻进以及交流变频电驱动技术在深部复杂地层钻探领域的应用前景,对建立我国深部钻探装备体系具有一定的参考价值。     

SD全液压多用钻机

水电工程地质钻探工作中，一般除了钻进坚硬岩层外，通常还遇有松散的覆盖层（例如土层、砂层及砂卵石层等），为了在这两种地层中顺利钻进，需要采用不同的钻进方法。常规钻探设备只用单一回转钻探方法钻穿较厚的覆盖层，由于钻进速度慢，设备磨损大，取样及成井工艺都较困难。岩心钻探，对坚硬岩层均采用回转式钻探方法，但是根据岩石的破碎原理，如果研究采用振动、冲击、回转、静压这种十分理想的钻探方法，也将会有广阔的发展前途，要使钻机结构适应新工艺的需要，是我     

深孔地质岩心钻机发展方向——顶部驱动

通过分析深部地质岩心钻孔施工特点、国内地质岩心钻机的现状,借鉴石油钻井的前沿装备技术,研制适用于地质岩心钻探的深孔顶驱钻机,符合当今钻探技术发展的要求和创新理念,是今后深孔岩心钻机更新换代的发展方向,也将成为推动钻探技术发展的历史性新跨跃。     

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。     

认真总结经验 切实加强管理 大力促进小口径钻探工作的发展——钮形平同志在地质部小口径钻探工作座谈会上的讲话(摘要)

地质部在湖南吉首召开的这次小口径钻探工作座谈会，一是交流小口径钻探生产、技术管理的经验，落实今年的计划安排；二是座谈讨论今后加快小口径钻探工作发展的有关技术政策和措施；三是学习参观湖南省地质局四○五队的小口径钻探经验。在省局和州委的领导下，四○五队党委决心大，各部门配合得好，发扬了自力更生、艰苦奋斗的精神，克服了种种困难，小口径钻探各项技术经济指标都取得了优异成绩。七五年开动二台小口径钻机，现在七台钻机全部小口径化了。台月效率由398米提高到619米；平均     

我国深孔钻探装备的发展与展望

在认真总结目前深部钻探存在的问题、系统分析深部钻探的特点以及对装备的要求的基础上,围绕钻探装备在目前深部钻探实践中的不适应性,提出深孔钻探装备的发展思路,并简单介绍了交流变频电驱动岩心钻机的研究实验情况,对建立我国深部钻探装备体系具有一定的参考价值。     

煤矿井下钻探装备技术现状及展望

煤矿井下钻探装备对保障矿井安全高效生产起着至关重要的作用,经过四十多年的发展,其技术水平得到很大的提高。结合产品特点、技术类型和应用领域,总体介绍了国内外煤矿井下钻探装备的技术现状,分析了国外钻机的应用效果和存在问题,重点对国内钻机开发的历程和现状进行概述,详细论述了分体钻机、履带式钻机、电液控制钻机、胶轮自行式钻机和定向钻机5个具有代表性机型的技术现状,对产品开发思路和相关应用情况也做了必要阐述,最后分析了煤矿井下钻探装备的信息化、自动化和智能化的发展趋势。