初级定向与受控定向钻进技术在金山矿区的应用

湖南省隆回县金山矿区地层板理发育,造斜强度大,钻孔偏斜一直是制约该矿区钻探施工的瓶颈问题。通过采用钻孔初级定向与使用LZ型连续造斜器实施受控定向相结合的施工工艺,钻孔轨迹得到有效控制,成功解决了金山矿区钻孔偏斜问题,达到了地质预期目的。     

煤矿井下倾斜地层近水平定向钻孔造斜段轨迹设计

钻孔轨迹设计是煤矿井下近水平定向技术顺利实施的前提。在近水平地层中,该类钻孔轨迹设计一般采用二维方法,而在倾斜地层中二维设计方法存在造斜段钻孔穿出目标层的问题。基于此,对定向钻孔穿过岩层的真厚度计算方法进行了研究,提出了利用地层单位法向量计算穿层厚度的方法,并编制了Excel计算数据表,用于指导近水平定向钻孔造斜段轨迹设计。通过淮南潘四东煤矿太原组灰岩近水平定向钻孔造斜段施工的实际应用,验证了该计算方法的可靠性,较好地指导了工程施工,对类似工程问题具有一定指导意义。      

陡倾斜地层的定向钻孔施工方法

开平鲁各庄煤田,地层构造倾斜陡立,倾角达70°—80°.曾施工过斜孔和直孔,地质成果差,且不能控制煤层的相应空间.后来我队又接受了对该区进行精查勘探的任务.总结以往施工经验,我队研究试验了定向钻孔方法.     

活动式偏心楔造斜器

在煤田地质钻探施工中,钻孔弯曲度超限是经常发生的事。如何使钻孔按照预定的轨迹钻进,或在弯曲度超限之前及时得到纠正,是我们钻探工作者必须解决的问题。活动式偏心楔造斜器是在以往使用的偏心楔造斜器的基础上研制成功的。它可以借助 BD-14摆锤式定向仪定向,以适应煤田地质勘探的大孔径钻孔造斜。      

论定向钻孔施工工艺

初级定向钻孔孔身剖面形状多为J 型,主要用地层促斜规律进行人工控斜,辅以人工定向造斜,达到施工目的。此外,还有直线型斜孔,S 型、多分枝定向和水平井等。这类钻孔地质(工程)设计要求中靶精度高,有的钻孔轴线在空间位置的变化受到约束,必须以人工定向造斜为主,同时利用地层促斜规律进行人工控斜,并需采取相应的钻进工艺等综合措施,才能达到施工目的。因此钻孔孔身剖面的设计要经过选型和精确计算,采用专门的造斜机具、定向测斜仪、控斜钻具及其独特的钻进方法。目前,我国在设计施工水平井、全方位多分枝孔、丛式S 形定向注浆孔等方面已垮入国际先进行列。~*     

定向钻进工艺技术在探查疏放灰岩水中的应用

顾北煤矿A组煤受到灰岩水害严重威胁。采用顺层定向长钻孔工艺技术对工作面底板灰岩含水层进行探查,依据地层特征,对定向钻孔套管孔段、回转钻进孔段、定向造斜孔段、定向稳斜孔段的施工方法及关键技术进行分析研究,并选取13321工作面及13121工作面实施定向探查钻孔进行实践验证。结果表明,定向长钻孔技术实现了对工作面底板含水层全覆盖探查,目标层钻遇率高,一次性探放距离远,减少常规钻孔工程量,经济效益显著。该技术的成功实施解决了顾北煤矿区水害探查难题。     

高位定向钻孔分层布置与瓦斯抽采效果分析

为了提高顶板高位定向钻孔在采空区及上隅角瓦斯治理的效果,提出了高位定向钻孔分层布孔方案,在曙光煤矿开展现场试验,对不同层位高位定向钻孔瓦斯抽采数据和高位定向钻孔整个瓦斯抽采周期内瓦斯抽采效果分析研究,结果表明高位定向钻孔在整个抽采周期内瓦斯抽采效果总体呈波动状态,中间孔段由于处于顶板裂隙带内,瓦斯抽采效果较稳定,两端孔段由于处于钻孔造斜孔段未进入顶板裂隙带内及受前后钻场钻孔搭接影响,瓦斯抽采效果波动较大。为提高高位定向钻孔瓦斯抽采效果,可采用大角度开孔或大角度螺杆马达造斜以降低造斜孔段长度,并增加相邻两钻场钻孔搭接长度,从而降低两端孔段比例,提高中间孔段比例。     

定向钻孔轨迹变化规律研究与动态设计方法

深部资源的勘探与开发离不开定向钻探,定向钻孔轨迹设计往往是成功实施的关键。定向钻孔设计首先必须科学研究定向钻孔轨迹变化规律。依据客观条件,合理选择模型,建立起函数关系,揭示出钻孔轨迹变化内在规律,提出了包含设计和检验于一体的动态跟踪设计方法。     

多宝山-铜山陡斜矿体深孔受控定向钻进工艺

在老矿区勘探时,针对新布置的钻孔大多数是两老孔中间的加密孔或后排孔这一特点,给出了新布置钻孔轴线的设计方法以及采取的造斜、纠斜技术措施,取得了较好的效果。     

若尔盖铀矿区复杂易斜地层定向分支钻孔施工技术

在陡斜矿体上施工分支钻孔,不但节约钻探工作量,减少钻机搬迁、修路次数,对环境保护和提高地质找矿效果也有重要意义。主要介绍了用LZ型连续造斜器在易斜地层施工定向分支钻孔的技术和工艺。     

基于混合网格有限元的直流电阻率法三维正演研究

直流电阻率法因效率高、成本低等特点广泛应用于有色金属、煤田等矿产资源勘探和地质调查行业。但在井–地、地–井电阻率法勘探过程中,钻孔因素(井液电阻率和钻孔孔径)对不同探测模式下视电阻率响应的影响尚未明确,是否影响视电阻率资料的解释是值得探讨的一个问题。因此,提出采用混合网格有限元法实现直流电阻率三维正演。给出异常电位法满足的边值问题及有限元变分问题,应用三棱柱和四面体混合网格实现对计算区域的快速离散,并建立2种网格的线性插值基函数和单元系数矩阵;采用SSOR–PCG迭代算法求解异常电位满足的大型线性方程组,得到各观测点的响应。在保证计算精度的前提下,应用混合网格有效地离散钻孔地电模型,探讨钻孔因素对井–地、地–井观测方式视电阻率数据的影响特征。对于井–地观测方式:钻孔附近视电阻率受钻孔因素影响最大,严重影响视电阻率资料的合理解释,但随着测点收发距的增加,视电阻率响应逐渐趋于围岩电阻率;而且随着发射源深度的增加,钻孔对地表视电阻率响应的影响也逐渐减小。对于地–井观测方式:钻孔因素对浅部数据影响较大,对深部数据影响小,相比于井液电阻率,视电阻率响应更易受钻孔孔径的影响。直流电阻率法混合网格有限元三维正演算法的提出,对实际井–地、地–井电阻率法勘探具有理论指导意义,可结合钻孔信息进行正演模拟分析,选择合适的收发距,有效压制钻孔因素对实测资料的影响。      

煤田勘查超千米深孔快速钻进技术探讨

针对目前国内煤田勘查主要机具及工艺技术方法存在的主要问题,结合煤田勘查地层地质条件和超千米深孔施工要求,研制了液压立轴式HTJ-2000型钻机和新型绳索取心钻具,并就配套设备选型、钻进工艺、钻进参数、泥浆指标及应用效果进行了阐述.该项技术的应用,已明显提高了钻效,使钻孔深度达到1 350m.     

地—井TEM典型特征分析与异常解释——以新疆白石泉铜镍矿zk506孔为例

地-井TEM法（瞬变电磁法）是一种寻找深部隐伏良导体的有效方法。以新疆白石泉铜镍矿区zk506孔三分量井中瞬变电磁测量为例,结合钻孔已知信息,通过分析曲线特征,从上至下共划定了3个异常,并推测第2个异常为主要异常,确定其方位为东南,同时根据z分量响应在晚期还有较强的幅值,判断异常在东南方向上具有相对长的延展,最后通过与zk506孔以及后期施工的zk507、zk508孔的地质编录对比,验证了地-井TEM解译推断,修正了之前zk506孔单孔编录的地质认识,证明了井中瞬变电磁法在良导硫化物矿勘探中的有效性和重要性。      

瞬变电磁法在甘肃寻找地下含水构造中的应用

在甘肃省部分地区的地下水勘查工作中,用常规物探方法难以划分地层的结构、确定断裂构造的位置、查明基岩面的起伏形态及判断地下水的赋存状况。通过TEM勘测并结合钻孔资料分析,对上述水文地质问题有了一些突破性的认识,证明了瞬变电磁法在地下水勘查工作中的有效性。     

第四纪地层钻具起下钻受阻和岔孔事故处理

在厚第四纪地层中进行勘探施工,最常见且最难以处理的孔内事故钻具下钻受阻,导致经常出现岔孔等孔内事故,对钻探施工影响很大。本文运用现代钻探理论,结合现场事故处理经验等资料,分析论证了在钻进和停钻时地层、泥浆和钻具等因素对钻孔孔径的影响,并对此问题的处理了探讨。     

乌东德水电站坝址区河床深厚覆盖层组成与结构地质勘察研究

河床深厚覆盖层勘探取样与试验研究是我国西部水电工程勘察中最常见技术难题之一。金沙江乌东德水电站坝址区河床覆盖层厚度较大、成因多样、组成混杂、结构不均,高围堰与深基坑稳定问题突出。为此,作者所在单位开展了专题研究工作,在勘探取样技术与原位测试方法上进行了探索与创新为获得原状样而专门研制了单管与双管内筒式锤击取样器,为弥补钻探取样之不足而将可视化技术(如钻孔数字彩电、孔间电磁波CT)与常规物探方法(如地震法勘探、钻孔声波测试)相结合创新性开展原位测试,全面查明了河床覆盖层的组成及结构,开辟了河床深厚覆盖层地质勘察研究的新途径,不仅为河床深厚覆盖层工程特性室内试验研究提供了前提,而且为高围堰与深基坑稳定问题地质分析、工程评价及设计处理提供了充分可靠的地质依据,可为类似工程地质勘察研究所借鉴。     

东北长岭凹陷腰英台地区 低孔-低渗油层井中化探模式

油田区位于东北腰英台区域性隆起带,属构造复合性圈闭,岩性多为致密砂岩、细砂岩。油储层岩石孔隙度、渗透率普遍较低,属于低孔渗储层,储层为油水同层、含油水层。虽然在地质录井和气测录井中很难发现油水同层的低孔渗油气层,但是在井中化探录井中能发现它的特殊性,通过实践、研究、应用相结合,形成了如何判别油水同层的低孔渗油气层的井中化探录井新方法。     

井中声波CT技术系统及其应用

叙述了井中声波CT技术系统的测量方式、数据采集和数据预处理以及CT正反演的基本方法, 列举了在工程勘察和油气田开发中的应用实例,显示出井中声波CT成果为查明目标体的位置和圈定目标体的形态是有效的。同时也显示了井中声波CT技术作为一种精细勘查手段,具有开发潜力和应用前景。     

断层破碎带综合地球物理找水模式——以干田坝村探采结合井为例

乌蒙山贫困缺水区水资源严重缺乏,找水需求大、难度大。为确定了ZK12探采结合井位置,本文首先分析了工区找水环境因素的地层时代、含水介质类型、构造背景、水源条件和水动条件等5个条件;其次,对富水特征的含水岩组、蓄水构造和富水地貌进行研究;最后,重点分析地球物理特征找水因素,介绍了视电阻率联合剖面法、大地电磁测深法、瞬变电磁法、激电测深和地球物理测井等“多方法”应用效果,通过视电阻率、视极化率、衰减度、半衰时等“多参数”,确定断层裂隙水的地球物理特征,建立由浅入深的“多层次”地球物理模式。最终,创新性提出了乌蒙山连片贫困缺水区重点村镇的“多方法、多参数、多层次”地球物理找水模式,克服单一物探方法找水的局限性,精准定井位,对地下水勘查起到示范作用。      

人工井液电阻率测井在煤田水文地质勘查中的应用

为准确获取水文地质参数,进而为矿井防治水、矿井涌水量计算以及地下水评价等提供可靠的参数,以煤田地质勘探中实测的人工井液电阻率测井曲线为依据,结合岩心精细描述、抽水试验、常规地球物理测井等技术获得的资料进行综合分析。研究表明:人工井液电阻率测井技术在煤田水文地质勘探中不仅可以准确划分含隔水层的性质,确定其位置,分析含水层之间的补给关系,检查钻孔止水效果,计算各含水层钻孔截面流量,亦可研究地下水流体特征,评价地下水水质参数以及监测生产矿井导水裂隙带高度。因此,人工井液电阻率测井能够提高煤田水文地质勘探成果利用率,实现地质勘探信息的最大化利用,从而更好地为矿井设计、建设及矿井生产服务,保障矿井安全。