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。     

一代地质功勋——记神府煤田发现与勘探的第一代地质工程师们

神府煤田的发现,曾震惊世界被誉为是我国＂六五＂期间煤炭工业最重要的发现和成就,也是新中国成立以来地质找矿历史上具有里程碑意义的重大成果。煤田发现者当时曾先后给胡耀邦、赵紫阳、李鹏、宋平、朱镕基等当时的党和国家领导人汇报煤田地质条件及开发前景。30年时间,神府煤田已经成为我国最大的煤炭基地,与毗邻的东胜矿区一起,2009年原煤产量超过5亿吨,占全国的六分之一。神府煤田发现前夜的艰辛与地质工程师们的付出,至今仍然鼓舞着一代又一代煤炭地质工作者。因此,从这期起,在本栏目连载。     

煤田地质钻探中“真烧假脱断”事故的处理

＂真烧假脱断＂事故在煤田地质钻探施工中比较常见,容易误判为钻具脱扣或折断的烧钻事故。该事故多发生在夜班,以零时至凌晨5时为事故的多发时段;事故产生的主要原因是钻具接箍密封不严,水龙头堵塞,泥浆泵故障和其它因素引起的泥浆不能正常输送到孔底而产生。针对事故的特点,在实践中总结出＂存疑求原、解释合理、逐一破劲、砸反结合＂的处理原则和＂稳、准、静、决＂的处理步骤。郏县王集勘探区某孔和登封某勘探区某孔的处理结果表明,该处理原则和步骤切实可行,对指导同类事故的处理有一定的借鉴意义。     

坚硬岩石与松软土层交接地质穿越施工

本文结合工程实例,详细介绍了在坚硬岩石与松软土层交互复杂地质条件下,进行对接穿越施工的技术难点和施工技术方案。     

坑内始钻式水平定向钻进设备解决能力、导向问题

本文介绍了采用坑内始钻式水平定向钻机进行铺管施工的技术问题及其优点。     

防冒浆泥浆优化设计软件的开发与应用

冒浆问题不仅给工程带来影响和经济损失,同时还对当地的环境保护造成一定程度的影响,严重时还会危及地表建筑物的安全,本文介绍了针对冒浆问题自主研发的防冒浆泥浆优化设计软件。     

预防油页岩地层钻进中压差卡钻的措施

分析了油页岩地层钻进中压差卡钻发生的原因,提出了预防压差卡钻的途径及处理方法,并通过工程实例来强调预防为主的重要性。     

孔内纠偏与造斜技术在松塔水电站地质勘探中的特殊应用

介绍了孔内纠偏与造斜技术在处理怒江松塔水电站孔内事故中的特殊应用。在覆盖层钻探中由于地层软硬不均,使得套管偏斜,阻碍了钻探工作的Jt~,J进行,使用纠偏技术进行钻孔纠偏,保证了孔壁垂直,提高了钻进质量;在破碎岩石中钻进,由于地层破碎塌孔造成埋钻使得钻进无法进行,如果废孔将会造成成孔成本的巨大浪费,使用孔内造斜技术进行孔内事故的处理,有效地消除了埋钻造成的不利影响,保证了钻探工作继续进行。孔内纠偏与造斜技术在怒江松塔水电站深厚覆盖层及破碎岩石钻探中发挥了很好的作用,具有一定的推广应用价值。     

青海木里煤田永久冻土地层钻探技术研究

木里煤田属高寒缺氧地区,冻土（岩）层在钻进中遇热融解、融化,从而使孔内出现大范围的坍塌,造成卡钻、埋钻事故频发,给钻探施工及岩煤心采取带来很大的困难。从钻孔结构设计、钻具选择、低温冲洗液配置等方面进行深入研究,总结出来了一套适用于木里煤田永久冻土地层的钻探技术。应用表明,该项技术将钻月效率从2004年的224m,提高到2006年的424.5m,效果显著。     

马达加斯加Mahajanga盆地岩溶水文效应

本文在对马达加斯加地质演化研究成果分析的基础上,通过野外调查和监测,结合已有水文资料对Mahajanga盆地岩溶的水文效应开展研究。受地质结构、岩性等条件的控制,Mahajanga盆地东部演化形成绵延近300 km的岩溶槽,在西南部则形成面积达12 000 km2的岩溶台地。岩溶槽和岩溶台地的岩溶发育均以水平方向为主,垂直方向发育较浅,岩溶形态则呈现出明显的均等溶蚀特征。盆地东部岩溶槽拦截了大部分来自高原的河流,是马达加斯加最重要的汇流区,同时,特殊的地质结构也演化形成独特的地下“汇流”系统。岩溶槽区内平缓的河床比降、复杂的河流网络、星罗棋布的湖泊和洼地、分布广泛的松散堆积层以及面积广阔的地下岩溶系统,构成了巨大的水循环调节库,对水文过程将产生较大的“滞流”效应。盆地西南部的岩溶台地面积广,规模大,是一个巨大的天然储水“水库”,对地表径流起到重要的调节作用。