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…     

勘探技术研究所新技术二室简介

新技术二室是从事钻探设备和器具开发、工艺研究的专业研究室，拥有一流的专业设计队伍和先进完善的试验测试条件。在“七五”～“十五”计划中有多项技术获得国家专利和科技成果奖。“十一五”期间承担着多项国家“863”计划和地质调查项目。主要研究内容和提供的产品有：适用于地质岩心钻探、水文水井钻探、地热钻井、锚固工程施工及石油钻井施工等领域的多种结构形式和规格的液动潜孔锤、气动潜孔锤及其配套机具和钻头；[第一段]     

小秦岭复杂地层潜孔锤反循环钻探技术试验研究

贯通式潜孔锤反循环连续取心钻进技术具有效率高、钻孔质量好、钻探成本低等特点,尤其对复杂地层有较强的适应性。在反循环钻头及钻具进行优化组合的基础上,结合小秦岭金矿田程村矿区钻探项目开展野外生产试验。试验结果表明：潜孔锤反循环钻进系统对复杂地层条件适应性强,解决了该矿区的系列钻探技术难题。试验深化了对贯通式潜孔锤反循环钻探机理和反循环钻头结构的创新研究,对贯通式潜孔锤及配套钻具的进一步合理优化,实现高效率、低成本、短工期和良好的地质利用效果提供了技术支撑。     

西部特殊景观区钻探取样技术展示

针对西部特殊景观区海拔高、地势险峻、地形地质条件复杂、自然条件恶劣、地理位置偏远、交通不便等问题，我国科研人员经过多年努力，开发并完善了一批适合于特殊景观区的钻探技术——空气组合钻探技术、水文水井泡沫增压钻探技术、复杂地层钻探取样新技术、液动潜孔锤钻进技术、特殊地层取样钻机及钻探工艺、节水钻探新技术、新疆吐鲁番铀矿勘探及罗布泊环境科学钻探用取样工艺、西部特殊景观区资源勘查及重大建设工程中地质灾害监测和防治新技术、存储式多点连续测斜仪等，介绍了各项新技术的原理、研究进展及取得的成果。     

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.     

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。     

地质岩心钻探冲洗液固控系统及配套工艺研究

针对地质岩心钻探用液动潜孔锤、孔底动力钻具等钻探新技术、新方法、新工艺和新工具对冲洗液性能的更高要求,并结合现场需求,研制了地质岩心钻探冲洗液固控系统。整个系统配置泥浆清洁器、离心机二级净化设备,满足地质岩心钻探工艺需求;系统采用模块化集成设计,具有较强的适应性,搬迁方便、安全可靠。     

“钻探 ”在民生地质工作中的作用与地位

“钻探 ”是在“互联网 ”理念基础上提出的,涉及经济社会各个领域。在资源环境并重和地质勘查投入逐年减少的新常态下,传统的地质钻探出现了新的发展“瓶颈”。未来的钻探工程需要结合社会发展需要和民生地质工作,在地热等新能源勘查、医学地质调查评价、灾害地质调查监测和城市地下空间开发利用等方面,创新钻探发展模式,优化组合钻探技术和复合钻进工艺研究,达到“便利、高效、低耗、质优”的目的。文中结合目前形势重点介绍了“钻探 ”概念和民生地质主要内容,就未来钻探工程涉及的领域和发展方向提出了建议。     

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。     

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。     

“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。     

“地质云”在钻探领域的应用

随着时代的发展和科技的进步,信息化对人们的工作生活起到了潜移默化的作用和影响。在钻探工程领域,“地质云3.0”平台为钻探行业提供了海量的数据支撑和信息共享。本文结合中国地质调查局“地质云3.0”平台发布,详细阐述了“地质云3.0”平台在钻探领域中的应用,方便钻探行业从业人员,更加高效、便捷地使用“地质云3.0”平台解决工作中的问题。     

高温硬岩空气潜孔锤钻头设计

干热岩试验性开发井钻井施工,在高温硬岩的地层条件下,如何实现高效钻进仍存在很多技术难点。空气潜孔锤钻进技术是解决硬岩地层钻进的有效方法之一,潜孔锤钻头是空气潜孔锤钻进的关键器具。根据青海共和干热岩GH-01井空气潜孔锤钻进技术应用情况,分析探讨了空气潜孔锤钻头断齿、掉齿、磨损严重、使用寿命短等问题,从钻头结构设计、钻头材料选取、钻头冷压固齿工艺等几个方面对空气潜孔锤钻头进行了优化。固齿优化过程中采用有限元分析方法,对钻头冷压固齿过盈量进行仿真分析计算,根据分析计算结果确定最优固齿过盈量。通过对潜孔锤钻头结构、材料、加工等优化,为适用于高温硬岩的空气潜孔锤钻头研制提供了借鉴。为提高空气潜孔锤钻进综合效率,为干热岩钻探开发提供了技术支持和技术储备。     

腾冲火山地热构造带空气钻探试验研究

腾冲火山地热构造带地层破碎、漏失、缺水严重,传统的钻井液循环体系建立需要大量工程用水。为此,钻探成本和效率将是突出问题。针对项目区地层和环境条件,结合"云南腾冲火山地热构造带科学钻探工程"项目,在上部由气孔状玄武岩、火山灰、致密玄武安山岩交替互层的复杂地层中进行了空气钻探试验。当无法建立循环体系时,采用"空气顶漏"钻进工艺,可以实现空气正循环取心钻探和大口径空气潜孔锤扩孔钻进,并且岩心采取率和质量得以保证。与其它方法相比可以解决无水地区的钻探问题,同时,具有效率高、成本低、钻孔质量好等特点。     

贯通式潜孔锤在新疆白干湖钨锡矿区钻探施工的应用效果

针对新疆白干湖钨锡矿区自然环境恶劣,地质条件复杂,传统岩心钻探方法效率低、成本高、施工周期长等情况,使用贯通式潜孔锤反循环连续取心钻进技术,收到了良好的钻探效果.     

地质钻探液动冲击回转钻进技术再（新）认识

针对地质钻探液动冲击回转钻进适用条件、钻探设备配置要求、冲洗液与现场维护、相关新产品研发等方面提出了一些认识和建议。文章认为,当前地质钻探装备条件的改善,冲洗液性能、质量和固相控制（净化）工作的强化,有利地支撑了液动冲击回转钻进技术的推广应用,小直径金刚石绳索取心液动冲击回转钻进已经成为应用最为广泛的液动冲击回转钻进工艺。对原地质矿产标准《液动冲击回转钻探技术规程》（DZ/T 0053—93）进行修订,是推动目前我国液动冲击回转钻进技术发展的举措之一。今后,还应加强新型高能液动潜孔锤研发和示范应用,研究优化大直径、全面钻进工艺。     

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.     

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.     

覆盖层绿色钻探新方法——空气潜孔锤取心跟管钻进

针对覆盖层的特征和钻进特点,结合环境保护对地质勘查的新要求,将常规回转取心钻进与潜孔锤跟管钻进优化组合,形成了一种覆盖层钻探新方法—空气潜孔锤取心跟管钻进。介绍了潜孔锤取心跟管钻进方法的要点;从钻探工程经济性和环保因素,提出以潜孔锤取心钻进为主、解决覆盖层钻进效率低和质量差等技术难题的新思路。     

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。