现代地质钻探工艺的新发展

钻探工艺伴随钻探工程目的和市场需要而发展。本文阐述了近若干年来地质钻探工艺的发展趋势；通过新工艺的形成和常规工艺的再开发，地质钻探正朝向高质量、高效率和多工艺方向发展。     

波纹管堵漏技术及其在地质钻探领域的应用研究

波纹管技术在石油钻井中已经成功应用于封堵漏失等复杂地层工作,此外还可以应用于减少套管层数、修复损坏套管等钻井作业过程,被认为是21世纪石油钻采行业的核心技术之一。结合地质钻探及波纹管堵漏现场试验情况,在介绍波纹管技术基础上着重分析了该技术在地质钻探领域应用可行性和存在的关键问题。     

新世纪我国地质钻探技术发展的思考

探讨了新世纪我国地质钻探技术的发展，论述了综合钻探技术是我国未来地质钻探技术的发展方向，分析了发展综合钻探技术的必要性及有利条件，并提出了前期应做的准备工作。     

“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。     

地质钻探施工管理信息系统研究

计算机和网络技术的发展为地质钻探施工设计和施工过程管理信息化提供了技术基础。本文在分析地质钻探信息流和信息化需求的基础上,提出了地质钻探施工管理信息化的总体思路和技术方案,主要由钻探技术信息交互平台、钻探施工设计系统和钻探施工过程管理信息系统组成,包括合同管理、设计管理、钻孔管理、设备管理、材料管理、统计报表、领导关注、档案管理8大功能模块。该系统实施后可显著提高地质钻探设计、施工和管理水平,有较好的推广应用前景。     

中国现代地质钻探技术

中国幅吊辽阔，矿产富饶。中国钻探历史悠久。４０余年来中国地质钻探在矿产、能源与水资源勘查以及工程勘察与建设中作出了卓越贡献。中国现代地质钻探技术正步入世界先进行列，其应用领域日益宽广。     

回顾冶金地质钻探的发展和今后的展望

回顾了冶金地质钻探的发展历程，划分为４个阶段，对前３个阶段的主要技术进步作了概括性的论述。并对今后的发展提出了几点看法。     

我国地质钻探现状和发展前景分析

我国经济社会发展已步入“新常态”。作为地质调查和矿产勘查工作重要技术支撑的地质钻探行业,资金投入显著减少,地质钻探工作量大幅下滑,常规钻探施工产能过剩;另一方面,地质钻探新的服务领域不断扩大,包括深部科学钻探,地热能及非常规能源勘查,海洋、灾害防治、生态环境、地外天体、极地方面的钻探等。如何应对地勘行业出现的问题,是全行业共同面对的挑战。在对当前及今后一段时期地质钻探工程面临的困难、挑战和机遇等进行调研分析的基础上,对我国地质钻探未来的发展前景进行了预测,认为地质钻探工作量将进一步减少,新领域、新业态的钻探工程及先进钻探技术和装备需求将进一步加大,更加贴近国家需求,更加注重环保理念。     

植物胶类冲洗液在地质灾害防治勘察工程中的应用

长期研究和生产实践表明，在地质灾害勘察工程的复杂地层进行钻探取心，特别是深厚砂卵石覆盖层取心，采用植物胶类无固相冲洗液往往会收到很好的效果。文章简要地论述了植物胶冲洗液在地质灾害防治勘察工程中具有的特殊功效。在实践及应用的基础上提出了提高取心率应控制的主要性能。即亲水性与可溶性、粘结性、降失水性、流变性及润滑性等。特别强调浆液粘弹性及表面张力的控制是提高松散破碎地层取心的重要因素。现场应用表明，KL植物胶冲洗液，护壁效果好，取芯质量好。无毒无污染，是一种能适应松散破碎地层钻进，提高取芯质量的新型钻进冲洗液体系。完全可以在地质灾害勘察工程中推广应用。     

地质钻探垂钻定向纠偏控制的工程实现与实验分析

理论提出的纠偏方法需反复进行实验验证方可应用于实际工程,然而垂钻纠偏控制过程复杂,操作难度大,所需时间长、资金庞大,直接将所提方法放置现场调试是不可取的,而仅采用计算机仿真对算法进行验证也有一定局限性,因此发展和研究纠偏控制工程实现方法十分必要。本文以地质钻探钻进过程定向纠偏控制的工程实现为导向,首先分析并给出实际纠偏工艺过程以及纠偏控制的特点与目标;然后总结基于模型预测控制的纠偏控制问题与优化目标,结合笔者早期的一些纠偏控制理论研究,分别阐述不同纠偏工况下的纠偏控制方法;其次开发定向纠偏控制系统,用于集成纠偏控制算法,使得算法能够应用于实际工程;最后设计纠偏控制实验,以验证纠偏控制算法的工程适用性。实验表明,所提纠偏控制方法能够有效应用于实际纠偏过程,并应对和完成多种纠偏任务。     

便携式全液压钻机在秦岭地区地质钻探中的应用

本文介绍了便携式全液压钻机在秦岭地区固体矿产地质钻探中的应用情况,简述了EP600系列钻机基本概况与钻探工艺,结合不同工区11个钻孔分析了地层岩石级别与钻进施工效率的关系。针对该钻机在钻进效率、功率损耗、施工能力等方面的问题,通过合理选择（改进）钻头、降低钻杆孔内摩阻力及采用轻型高强钻杆等有效措施或建议,初步取得了较好的试验效果。提出了便携式全液压钻机的适用条件和优势,该钻机在地层岩石可钻性级别7级以下的浅孔（孔深<350 m）中钻进效率高,在复杂地形环境中具有搬迁便捷、组装快、环境破坏少的特点,满足了生态环境保护政策和绿色勘查工作相关要求,钻探综合经济成本明显降低。对于尚未解决的问题,给出了合理工作建议,为下步更好地发挥便携式全液压钻机效能起到了积极的指导与借鉴意义。     

适用于大深度地质钻探和油气地热钻井的双动力电顶驱系统设计

本文基于国家战略背景下的资源、能源钻探装备现实需求,针对大深度地质钻探和油气地热钻井的不同工艺特点,围绕“多工艺适用兼容、井口自动化适配”两个目标,在传承和集成现有顶驱优势特点的基础上,提出一种可适用金刚石取心钻探和油气地热钻井两种钻进工艺的双动力交流变频电传动顶驱系统方案。通过与其他典型顶驱系统在总体结构、控制系统和涉及井口作业自动化适配的关键部件的详细对比,本方案可充分发挥多功能、高效率、自动化的优势,在技术先进性、工艺适配性和产业经济性方面取得了良好的平衡。     

基于小波分析的钻探孔内工况识别技术

根据地表钻探参数识别钻孔内工况是降低钻孔内事故的有效途径之一。在传统孔内工况识别技术基础上,利用小波分析提取孔内工况突变特征信息,并在相应典型工况识别表上对其变化斜率进行映射,快速识别当前工况,从而形成孔内工况早期快速识别技术。通过对CUG-2钻参仪采集的钻探参数进行信号分析,验证了该技术能有效地、准确地识别钻孔内典型工况。     

定向钻进技术与装备在穿层定向长钻孔中的应用

针对硫磺沟煤矿工作面常规施工单孔深度不足、有效孔段短、钻进施工效率低、钻孔孔径小等诸多问题,提出采用窄体式ZDY4000LD（C）型履带钻机、第二代随钻测量系统（YHD2-1000（A）型）等附属定向设备进行穿层定向长钻孔成孔技术,以提高钻孔成孔精度、钻孔深度,增大钻孔孔径等参数,减小煤层因受采动影响,导致工作面瓦斯涌出量增大的问题。现场试验施工了4个大直径穿层定向长钻孔,孔深300 m以上钻孔成孔率达到100%,孔深最深399 m,最大钻孔孔径193 mm,钻进总进尺1581 m,平均孔深395.25 m,钻孔抽采效率显著增加。其中3号钻孔最大抽采混合流量8.3 m³/min,最大抽采纯量1.6 m³/min,瓦斯抽采浓度51%,瓦斯抽采效果显著。     

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。     

浅土层工程钻孔机的研制

在城市采用钻机埋设通气装置,补充养分来挽救树木衰亡而研制了浅土层工程钻孔机。文章详细叙述了钻机的组成,工作原理及钻具结构参数,钻进工艺参数的选择。     

套管、潜孔锤复合性钻进工艺在河床卵砾石层中的应用

在卵砾石层中钻进,采用常规钻进方法效果欠佳。本文介绍的采用套管钻进和潜孔锤钻进相结合的复合性钻进工艺,有效地解决了在卵砾石层中钻进的难题。     

定向钻井技术在垂直井中的轨迹控制分析

在重庆市区及周边乡镇开展的多口地热井钻井施工中,由于大多数取水点地层倾角过大、岩性变化频繁等原因,常规钻井方法无法保障井眼井斜角达标,从而影响获取地热水资源的成功率。采用定向钻井工具进行纠斜钻 进时,钻具工具面角与井眼方位角变化值的选择对井眼轨迹的影响尤为重要,同时当钻具工具面角确定以后,新井眼的形成还受地层岩性、钻头选型及钻井参数等各方面的影响。为了井眼轨迹更为平滑,避免形成“狗腿”井段,本文通过对某地热井中定向钻井施工案例进行分析,从实际案例中总结经验,对定向钻井井眼轨迹的可控条件进行了优化。