5000米智能地质钻探配套泥浆泵的方案设计

泥浆泵是地质钻探施工中的重要设备之一,本文简述了目前深孔岩心钻探配套用泥浆泵的现状,以及钻探中流量、压力、孔深等主要参数之间的关系。重点介绍了5000 m智能地质钻探配套用泥浆泵的方案。通过对方案进行对比,说明了最终方案确定的理由,同时列出了泥浆泵的主要技术参数及其具有的性能特点,以及为满足课题的要求对关键技术存在的难点、采用的新技术及措施进行了展望,为深孔智能钻探平台配套用泥浆泵的顺利研制提供了依据。     

永磁直驱变频泥浆泵在雄安地热钻井中的应用

泥浆泵作为钻井主要配套设备,在钻井施工中起着至关重要作用。目前大功率电动泥浆泵中多以交流异步电机驱动,气胎离合器、中间车、皮带轮减速的传动方式驱动泥浆泵。随着地热（干热岩）、页岩气等陆域清洁能源及深部资源勘探开发的需要,对大功率电动泥浆泵也提出了更高的要求。为此,在分析了雄安项目地热钻井的需求后,采用永磁变频电机直接驱动F-1300泥浆泵的小齿轮轴,具有传动结构简单、无级调速、节省能源、控制精度高的优势,适应了现代地热钻井技术的发展,提高了钻机的整体水平和作业能力,提高了钻井效率和质量。     

正确选用和改造现有泥浆泵

小口径金刚石钻探生产实践证明，合理选择钻进技术参数（转速、钻压、泵量），对提高时效和钻头寿命影响很大，其中冲洗液量是由泥浆泵供给的，对选用泥浆泵要求：1．一般最大流量为75～90升/分；2．能有数种流量变化范围以供选择；3．选定后的流量值应尽量保持稳定不变；4．最大工作压力较高，能满足克服排出管路系统的阻力。特别要注意不能用三通调节回水量的办法，因为这将使泥浆泵的工作性能遭受严重破坏，是发生烧钻的最主要原因。根据上述要求，就能正确选用和改造现有泥浆泵。     

BW-150型泥浆泵

为了满足1500米以内金刚石岩心钻进对泥浆泵的配套要求，地质部勘探技术研究所与衡阳探矿机械厂于一九八○年设计、试制成功了BW-150型泥浆泵，地质部于一九八一年底正式通过鉴定。BW-150型泥浆泵参数合理，性能可靠，结构紧凑，造型美观，解体性好，为我国1500米以内的金刚石岩心钻机提供了比较理想的配套设备。衡阳探矿机械厂已小批生产，对外供应。BW-150型泥浆泵主要技术规格如下：型 式 单作用往复活塞式     

FL—1型流量计使用效果

勘探技术研究所研制的FL—1型流量计（与SNB90型泥浆泵配套），系抗震型金属管浮子流量计。该流量计在完成室内试验的基础上，于1982年6～9月在北京地质局101队504机台进行生产试验。配合这次试验的仪表还有BY—60型泥浆泵压力表和BY—60型远传式泥浆泵压力表等。试验先后在ZK144、ZK143、ZK146、ZK159和ZK148等生产孔进行，使用效果较好。     

BW-320型泥浆泵

随着钻探工艺不断革新，国内外早已开始采用液动冲击回转钻探。随后又发展了井下动力钻具（螺杆钻、涡轮钻）。以上新钻探方法有一个共同特点，就是要用泥浆泵作动力源，将液体的动能转换成机械能，所以要求提高泥浆泵的功率和泵压，并能在较大泵量、泵压工况下长期稳定工作。为此，我厂研制了BW-320型泥浆泵（见附图）。经过两年时间的室内台架性能测试和连续运转试验，验证该泵已经达到设计任务书要求。中国地质机械仪器公司于1987年9月22～23日在衡阳探矿机械厂召开了有15个单位、19名     

BW250/50泥浆泵的改装

BW250/50泥浆泵是我国自行设计制造的卧式单作用往复泵。它比老式200/30泥浆泵重量轻、解体性好、使用维修方便,对钻探设备换装、轻便化起到一定的作用。我队使用BW250/50泥浆泵有5～6年的时间。初期用于泵送清水,问题较少;后来用于泵送泥浆,发现该泵适应性差。在结构设计上存在一些缺点。通过总结使用经验,并听取维修人员的意见,我们逐步做了一些改进。经过一年来的改装试用,我队现有这类泵(包括以前闲置未用的)已全部改装投入钻探生产使用。使用改装泵的矿区条     

微处理机系统在泥浆泵测试中的应用

近年来，地质钻探技术的发展，对钻探设备之——泥浆泵的要求愈来愈高。为了正确地把握泥浆泵的性能、质量监督，确保地质机械产品的评优和生产许可证的发放标准，国家经委质量监督局、地质矿产部探矿工程装备工业公司责成勘探技术研究所研制泥浆泵试验台，承担泥浆泵的测试研究任务，同时要完善一套科学的测试、考核、评价产品的办法，为缩短新产品的研制周期，为产品的最优设计提供科学的理论根据和有效的数据。为此，我们在研制泥浆泵试验台中，除在管路设计、测试设施等方面采取措施外，还改变了以往常规的测试方法，大胆创新，采用先进的测试技术     

BY-60型泥浆泵压力表试用情况

由地质部勘探技术研究院和浙江鄞县地质仪表厂设计制造的BY-60型泥浆泵压力表,从1979年12月至1980年4月在我队常山兰花坞矿区“三八”钻机试用.该压力表配用在WX-200型卧式双缸双作用泥浆泵上.泵的最大排量为200公升/分,最大工作压力为60公斤/厘米~2.在孔壁稳定,没有坍塌掉块的情况下钻进,泥浆泵的工作压力为15～20公斤/厘米~2.冲洗液为清水按一定比例加入太古油或皂化液. 该压力表共在三个钻孔施工中试用,钻     

对泥浆泵压力表异常波动的分析

钻探过程中泥浆泵泵压示值的变化及其不正常波动,是孔内或其他部位出现异常或事故的征兆。为了准确、快速地了解孔内作业情况或选用最佳钻进规范,减少孔内事故,在生产实际操作中,必须经常注意观察泥浆泵泵压示值的动态变化,分析判断泥浆泵     

煤矿坑道钻机用履带式泥浆泵车及其应用

为实现煤矿坑道钻机钻进时搬迁便捷、作业安全、配套设备高度集成化,研制了煤矿坑道钻机用BLY 260/9型履带式泥浆泵车。泵车采用整体履带式结构,将钻机配套用附属装置集成到有动力、可自主行走的履带平台上。在晋煤集团成庄矿和寺河矿的现场试验表明,泥浆泵车配套坑道钻机尤其是定向钻机,技术方案先进可靠,瓦斯抽采钻孔施工效果良好,为煤矿坑道钻机的设备配置提供了一种有效的解决方法。      

Analysis of the Grain Size Properties and Flow Body Classes of the Mud Sand Flow: An Example of Liantanggang Collapsing Hill and Gully in Wuhua County of Guangdong

Mud sand flow is a kind of solid-liquid two-phase flow formed in collapsing hill and gully basin during rainfall. It is the main way to export erosion product. The discrimination of its fluid type is one of the collapsing hill and gully control theoretical basis. This paper analyzed the basic characteristics of mud sand flow like grain size and so on through fieldwork and sampling. The results show that the density of mud sand flow is between 1.16~1.60 t/m³ and the solids content is between 257.03~960.55 kg/m³, both of which decrease from the upper to the lower channel. The slurry of mud sand flow is composed mainly of silt and clay. As the density increases, the particle size distribution curve transforms from a single peak to the bimodal distribution similar to the weathering crust with no sorting, and the grain size of mud sand flow becomes coarser which shows a well positive linear correlation between the sediment median particle diameter and density of mud sand flow. The comparison during mud sand flow, hyperconcentrated flow and debris flow shows that collapsing hill and gully mud sand flow, which belongs to an intermediate class between hyperconcentrated flow and debris flow, has a closer link with debris flow. Therefore, mud sand flow can be considered as a sub-class of generalized debris flow that may be called as collapsing hill and gully type debris flow.     

北黄海西部与南黄海中部泥质区岩芯敏感粒级及其环境意义

用激光粒度仪对南黄海中部(YSZD01孔)与北黄海西部(B45孔)泥质区沉积物短柱样进行高分辨选样(0.5 cm)的粒度测试与分析,并对柱样进行210Pb测年分析.B45孔柱样沉积时间为1913~2010年,沉积物以粉砂为主,粒度参数垂向波动较大.YSZD01孔柱样沉积时间为1909~2012年,沉积物为泥与砂质泥,粒度参数垂向变化较小.两孔在1958年、1971年、1980年左右砂含量突增,很可能归因于强度大的寒潮,其增强了黄海两泥质区的水动力环境,导致两孔在这些年份左右的粗颗粒沉积物含量突增.用粒级-标准偏差法得到B45孔沉积物敏感粒级组分为15.6~71.8 μm,YSZD01孔沉积物敏感粒级组分为23.7~500.0 μm,用其作为东亚季风变化的指标,显示自1910年代以来东亚冬季风强度增强,两孔在1925~1935年、1955~1964年、1974~1977年、1982~1986年这四个时期敏感粒级含量出现增加趋势,对应冬季风强度增强较为明显.从岩芯粒度来看,季风强度的变化体现为敏感粒级组分含量变化,季风频率的变化体现为敏感粒级含量波动的程度.     

山东商河地区地热井钻效分析

商河县地热井资源丰富,蕴藏量巨大,其热储含水层主要为新近系馆陶组以及古近系的东营组。通过区内施工的4个地热井的钻效分析,认为：①采用电动机作为动力的4#地热井施工工期明显优于其他3口采用柴油机作动力的;②本区构造较简单,断层稀少,分阶段使用PDC钻头可以将施工工期大大缩短;③泥浆泵的泵量达到或接近钻孔的环空最低上返速度时,可有效携带岩屑,建议泥浆岩屑上返速度不低于0．5m/s;④使用Ф127mm钻杆代替Ф89mm钻杆,可使钻杆的抗扭强度增加,保证施工的安全;⑤地面使用泥浆罐配备除泥器间断性除泥,保证泥浆液面高于泥浆泵阀室,泥浆靠自重流入泥浆泵阀室内,降低了泥浆泵从循环沉淀池抽吸功耗与节省吸人阀磨损。对比结果可为该区进行地热井施工提供借鉴。     

稳定赤泥路用可行性与耐久性试验研究

水泥系结合料稳定赤泥应用于公路工程是消纳大宗工业固体废料赤泥的新技术路向。目前,路用稳定赤泥耐久性能的研究滞后于工程实践,为对此研究,进行稳定剂配比研究、干湿循环与冻融循环试验和微观试验。结果表明:水泥、石灰和磷石膏结合料稳定赤泥的标准强度最小为3.6 MPa,可满足路面稳定基层承载标准,且5级循环后试样质量损失趋于稳定。磷石膏比例由8%减小到2%,5级干湿循环后强度降低至1.69~3.69 MPa,强度损失率(BDR/%)达到35.1% ~85.4%,5级冻融循环后强度降低至2.63~3.70 MPa,强度损失率(BDR/%)达到54.82% ~79.79%,表明硫激发耦合效应的磷石膏掺量不宜超过赤泥用量的2%。此外,压汞试验研究揭示干湿与冻融循环导致试样大孔隙(直径>0.1 μm)占比增加,并与强度呈显著负相关。综合承载性能与耐久性能试验,使用稳定赤泥替代公路道面水稳材料是可行的,最优配比为赤泥︰水泥︰石灰︰磷石膏=100︰8︰2︰2。基于循环强度衰减特征,工程实践中施工期限制、早期养护质量等至关重要,且应严格控制稳定赤泥中的磷石膏掺量。     

环形多喷嘴射流泵结构参数的实验研究

环形多喷嘴射流泵的被吸流体在射流泵内沿直线流动,特别适合于抽吸含有大量固体颗粒的混合流体,在大口径反循环钻井和河道清淤等工程中具有广阔主。通过大量的实验,了环形多喷嘴射流泵各结构参数对射流泵性能的影响,为合理设计这种泵提供了理论依据。     

泥浆脉冲随钻测量系统研究

介绍了泥浆脉冲随钻测量系统信号传输的3种基本工作方式:压力正脉冲、压力负脉冲和连续压力波.泥浆脉冲信号在传输过程中主要受钻探泵、井底动力机、泥浆中的气泡及活动钻具的干扰;钻井深度、泥浆中的气泡量、含砂量和泥浆类型对信号衰减有一定的影响.     

深孔取心钻探装备的优化配置

首先介绍了不同的钻探技术指标对钻探施工效率的影响作用,提出了“开展钻探装备优化配置是以获得最佳的钻探技术指标和最佳的钻探施工经济性为目标”的观点;然后逐项对深孔取心钻探装备的要素,包括钻机、钻进方法、绳索取心钻杆、钻头、定向钻进器具和泥浆泵,进行了分析,提出了对各要素优化的建议;在此基础上,形成了对深孔取心钻探装备优化配置的建议。     

东喜马拉雅构造结岩体冷却的~(40)Ar/~(39)Ar年代学研究

对采自东喜马拉雅构造结核心地段雅鲁藏布大峡谷地区的13件标本中的20件矿物样品进行了系统的常规^40Ar／^39Ar年代学研究。数据显示,样品的（^40Ar／^39Ar）i值均接近尼尔值（295．5±5）,且绝大部分样品的坪年龄与其反等时线年龄在误差范围内一致。从数据统计结果来看,所测样品的^40Ar／^39Ar年龄大都集中在1．3Ma和2．5Ma左右,表明南迦巴瓦地区在上新世中期和更新世早期均经历了快速冷却抬升事件。本次测试的样品采自不同的高程及不同的构造单元,且样品原岩的成因及岩性各异,但沿着大峡谷由北向南不同地段的样品的不同矿物（角闪石、黑云母、白云母、钾长石）的^40Ar／^39Ar年龄相近,而同一样品中不同矿物的^40Ar／^39Ar年龄大小又并非完全按照矿物对氩同位素体系的封闭温度高低来分布,表明该地区在上新世以来的岩体冷却速率很大,以致该地区的矿物对氩同位素体系的封闭过程与处于缓慢冷却环境中的封闭过程明显不同。以本文报道的数据估算,南迦巴瓦地区的岩体在最近3Ma以来的冷却速率达120～240℃／Ma,岩体抬升速率达3．4—6．9mm／a。