深部找矿关键钻探技术问题与对策

在找矿突破战略行动逐步推开实施的今天,钻探工作量大幅度增加,施工的深孔特深孔数量急剧增长,对钻探技术和装备提出了前所未有的挑战。就钻探技术的新进展、深孔钻探存在的问题及解决对策进行了初步探讨。     

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。     

深部找矿和深部探测中钻探技术的挑战与对策

近10年来,随着钻探工作量大幅度增加,施工的深孔、特深孔数量急剧增长;作为地壳探测工程前期准备的深部探测技术与实验研究专项即将全面完成,万米级科学钻探工程将提上议事日程;这对钻探技术和装备提出了前所未有的挑战。就钻探技术的新进展,深孔、特深孔钻探存在的问题及解决对策进行了初步探讨。     

深部找矿钻探施工工艺与方法

介绍了在老矿区深部进行找煤所采用的工艺与方法,即在采空煤层井段采用风动潜孔锤钻进方法进行施工,在钻穿采空煤层后在深部采用绳索取心钻进方法施工。对施工中遇到的技术问题所采用的方法及取得的经验与教训进行了阐述。     

绳索取心工艺在大口径深部钻探中的应用研究

绳索取心工艺具有效率高、取心质量好等优点,所以,在小口径固体矿产钻探工程中已得到推广应用。但是,在沉积地层大口径深孔钻探中应用较少。文中针对绳索取心和石油钻井工艺各自优缺点,提出了增加钻孔和钻具的环空间隙,采用大泵量、高上返速度的石油钻井和绳索取心"二合一"钻探技术思路,结合河南叶舞凹陷盆地2630m盐矿(地热)勘探孔进行了生产性试验,就试验中存在的主要问题进行了分析研究,并提出了具体措施。通过试验证实:绳索取心技术在大口径深部钻探工程应用可行,且具有成本低、安全可靠等优点;同时,增加泵量和环空间隙可以避免岩屑重复破碎,从而可大幅度提高钻探效率。     

深部钻探复合钻杆的研究与应用

绳索取心钻杆在深孔钻探中占重要的地位。本文分析了目前国内钻杆在深孔钻探中的使用情况,同时还对钻杆柱的失效及绳索取心钻杆在钻井内的受力情况进行了简要的分析。设计出了两种复合钻杆：一种是塔式复合钻杆,另一种是同径复合钻杆。将其应用在“中国岩金勘查第一深钻”山东莱州三山岛矿区ZK96-5孔4000m钻孔中,取得了良好的效果。     

深部矿体勘探钻探技术方法研究

深部矿体勘探钻探技术方法研究的内容主要包括深孔分体塔式全液压动力头钻机及高强度绳索取心钻杆的研制、钻孔设计与轨迹动态监控技术研究、钻孔摄像及定向取心技术在地质勘探中的应用研究、深部岩心钻探钻进工艺方法研究等。研究按任务书设计要求完成,取得了良好的社会经济技术效果,为以后深部钻探施工技术提供了重要的指导和借鉴作用。     

相山地区河元背深钻CUSD2孔钻探技术

相山地区河元背深钻CUSD2孔设计直孔孔深1800 m,于2014年11月28日开钻,至2015年3月26日钻进孔深1535.02 m,达到地质目的层位,顺利终孔,历时119天。该工程选用国内首台XY-8DB型电传动立轴式岩心钻机,成功施工P口径（φ122 mm）绳索取心钻进至1535.02 m。主要介绍了该孔的钻探施工技术。     

深孔地质岩心（样）钻探技术面临的技术问题

实现深部找矿及找矿突破战略目标的主要手段是采用高效、低耗的钻探取样技术,而绳索取心钻探技术是当前难以替代的综合效益最好的地质找矿钻探技术。分析了绳索取心钻探技术面临的主要技术难题：钻杆断裂问题,坍塌缩径地层的适应性问题,内管总成投放打捞可靠性问题,以及提高金刚石钻头寿命问题,并提出了解决这些问题的措施和建议。     

深孔钻探金刚石钻头技术研究

介绍了能大幅提高深孔钻探效率、降低钻探成本的金刚石钻头——高效长寿命金刚石钻头的设计制造及工程应用效果。这种钻头包括两种结构形式——单水口高胎体金刚石钻头和双水口高胎体金刚石钻头。研究设计的新型高效长寿命金刚石钻头在钻速提高20%的前提下,寿命比常规钻头提高了200%,有效解决了深孔弱研磨性地层和强研磨性地层钻头寿命短的难题,取得了良好的效果。     

地震勘探技术在深部找煤中的应用

成矿理论与勘探实践证明,东部一些老矿由于勘探深度、范围的限制以及认识上的局限,在矿区深部、周边仍有一些矿未能发现和查明,其中相当一部分仍具有找矿潜力;而寻找西部新的煤炭资源是国家“稳定东部发展西部”战略需要。针对中国东西部不同的地质条件和勘探目标,其地震勘探野外施工方法及资料处理原则有所差异;而资料解释在东部以查明地层赋存形态、煤层赋存范围、构造发育特征为主,西部则以寻找煤系地层波阻抗差异明显、连续性好的反射波组为解释重点。地震勘探技术在中国东西部的二个典型地震时间剖面佐证了其在深部找矿的应用效果。     

绳索定向造斜及取心技术应用

绳索取心技术因其钻进效率高而广泛应用,但其无法实施定向作业。本项目可在采用绳索取心的同时,不需要采用井底螺杆钻具进行定向勘探,该技术是近几年才发展起来的高新技术。目前在世界范围内,仅有少数几个国家掌握该技术,其中以挪威和美国取得世界领先地位。简要介绍了绳索定向造斜和取心技术的原理及技术参数,并介绍了云南华泽矿区的施工应用实例。     

定向造斜及水平钻进连续取心技术

高精度定向钻进技术在石油钻井、可溶性矿产资源的利用开发等方面已经有了很高的水平,绳索取心技术在我国也已有了几十年的使用历史,都属于相对成熟的应用技术。将二者有机结合起来,可以解决不规则沉积矿床、隐伏矿床等矿床勘探和特殊工程地质勘察难题。探讨了该技术的应用领域、关键技术及创新点,简要介绍了实现该技术目前正在研制的相关钻具结构及其技术参数。     

西藏罗布莎科学钻探施工对深部钻探技术的启示

通过对西藏罗布莎科学钻探施工过程中遇到的技术问题进行分析,阐明深孔钻探施工中经常遇到或需要深入思考的技术问题,总结并提出了对复杂地层施工的经验和解决思路。     

西平铁矿深孔绳索取心钻探技术应用

绳索取心钻进技术已经广泛用于钻探工程中,深孔钻探采用绳索取心技术可大大提高钻探效率和钻探质量。结合西平铁矿对深孔绳索取心钻探技术进行了应用研究,阐述了深孔绳索取心钻探过程中,钻孔结构的优化以及匹配合理钻具型式的重要性。还就泥浆体系和孔斜控制等关键技术进行了探讨。     

江西省浮梁县朱溪矿区深孔钻探施工技术研究

详细介绍了朱溪矿区3个深孔钻遇地层、钻探设备、钻孔结构、钻头使用、起大钻、冲洗液使用、护孔堵漏、套管使用等具体情况。重点分析和总结了钻孔结构、钻头使用、冲洗液使用、护孔堵漏等钻探工艺技术,并提出今后深孔施工需慎重配套钻探设备、增大钻头外径、提高钻探效率、重视深孔孔斜尤其是方位超差和灰岩溶洞问题等建议。     

绳索取心钻进技术在水平钻孔中应用

针对深100 m水平钻孔钻孔易倾斜和卡钻事故多发等问题,在2个工程中试验应用了绳索取心钻进技术成孔,把打捞器中的柔性钢丝绳改为硬质铁管,解决了内管总成的打捞和投放问题。并采取了一些相关技术措施,取得了良好的钻进效果,2个深100 m水平孔均没有发生过孔内卡钻或其它事故,而且钻进效率高、岩心采取率高,达到了地质勘探的目的和要求。结合工程实践,介绍了在水平孔中采用绳索取心钻进技术的技术要求和工艺措施。