我国地质找矿取心（样）钻探设备现状及提高效能的分析研究

概述了我国地质找矿钻探市场现状及前景，分析研究了地质取样钻探传统的立轴钻机及全液压动力头钻机的优缺点及综合效能，针对国家提出加强地质工作的形势及中国的实际状况，提出了完善和改进我国现有钻探设备、提高我国地质找矿取样钻探效率、降低能耗及成本的观点及建议。     

地下水源热泵水井泵砂与堵塞原因分析

地下水源热泵系统常会出现抽水井泵砂、抽水井和回灌井堵塞等问题,影响系统的正常运行或系统效率。以湖北省荆州市某地下水源热泵工程为例,分析了江汉平原广泛分布的卵砾石夹细砂含水层中成孔方法选择、滤料及过滤管设计中存在的问题;指出了目前在过滤管外包不锈钢丝网是防止在细砂层中水井泵砂的有效手段之一,但宜与泥浆密度轻、对地层污染小的反循环成孔工艺配合使用,且仍要根据含水层的颗粒级配曲线选择滤料,发挥滤料的过滤作用,避免过滤压力转移到包网过滤管,以减少抽水井堵塞。     

Artificial neural network model for prediction of rock properties from sound level produced during drilling

In many rock engineering applications such as foundations, slopes and tunnels, the intact rock properties are not actually determined by laboratory tests, due to the requirements of high quality core samples and sophisticated test equipments. Thus, predicting the rock properties by using empirical equations has been an attractive research topic relating to rock engineering practice for many years. Soft computing techniques are now being used as alternative statistical tools. In this study, artificial neural network models were developed to predict the rock properties of the intact rock, by using sound level produced during rock drilling. A database of 832 datasets, including drill bit diameter, drill bit speed, penetration rate of the drill bit and equivalent sound level (L_eq) produced during drilling for input parameters, and uniaxial compressive strength (UCS), Schmidt rebound number (SRN), dry density (ρ), P-wave velocity (V_p), tensile strength (TS), modulus of elasticity (E) and percentage porosity (n) of intact rock for output, was established. The constructed models were checked using various prediction performance indices. Goodness of the fit measures revealed that recommended ANN model fitted the data as accurately as experimental results, indicating the usefulness of artificial neural networks in predicting rock properties.     

钻井利器的故事之“铝合金钻杆”

地球科学的发展对地球深部数据的依赖程度越来越高,作为“入地”重要手段的科学超深井工程是研究深部地质学的重要方法,被誉为是“伸入地壳的望远镜”。与钢钻杆相比,铝合金钻杆以其独特的优越性(质量轻、比强度高、钻进深度深、所需能耗少),已成为难进入地区、大位移井、超深井等钻柱设计的优选方案。本文从科普的角度介绍了钻柱与钻杆的区别、钻柱的使用极限长度、铝合金钻杆的技术优势及其现存的不足之处,以此提高对铝合金钻杆的认识,促进铝合金钻杆的研究和发展。     

极地深部冰层取心钻探孔壁水压致裂研究

为了维护极地深部冰层取心钻探工作中钻孔的稳定,避免孔内事故的发生,冰层孔壁的水压致裂问题是亟待解决的重要科学问题之一。本文在深入分析国内外冰层钻探资料的基础上,结合冰盖动力学相关理论,计算得出了钻孔所在区域冰层的密度、温度及内部应力随深度的变化规律。在此基础上,结合油气资源勘探水力压裂技术与冰层钻进钻井液等相关理论,建立了合理的孔壁压差计算方法,深入探讨了适用于深部冰层钻探孔壁水压致裂机理。研制了冰层钻孔水压致裂模拟实验装置,可分析研究不同围压条件下冰样的脆性变形机理。结合我国Dome A深冰心钻探工程实际,提出钻孔可能发生水压致裂的深度区域及孔壁所需的起始裂纹长度判定,以期为后续的安全高效冰层钻进提供重要的理论依据。     

耐高温高压复合保温管研究

耐高温高压复合保温管主要解决超高温高压环境下钻孔测量问题。为攻克超高温高压环境下真空绝热保温、高压密封等关键技术,研究的耐高温高压复合保温管为“超高温钻孔测量仪”提供一种耐高温承压管,使用环境温度可达270 ℃,压力120 MPa。通过室内测试与现场应用,说明其满足超高温高压要求,可应用于高温地热能钻探工程、干热岩钻探工程、科学钻探工程、深部矿产资源勘探和深部油气资源勘探等工程中,为超高温大深度钻井测量提供技术支撑。     

深部地质钻探钻柱失效行为分析

国家的“三深一土”规划确定全面开展深地探测,而在深地探测中钻柱是最重要的连接纽带,其长期在充满钻井液的井眼内工作,受力十分复杂,且受腐蚀、磨损、温度等影响,极易发生钻柱失效事故,造成重大经济损失。研究发现,振动是引起钻柱失效的主要原因,但是深部地质钻探中除了振动引起钻柱失效外,还包括钻柱质量因素、人为因素、钻井质量、套管下入因素、测斜因素以及钻井液因素引起的钻柱失效,本文针对这些影响因素提出了对应的预防措施。同时随着地质钻探井深的不断加深,地质钻探钻柱动力学研究会变得越来越重要,这就需要地质钻探人员在充分考虑地质钻探钻柱失效影响因素的前提下,加大对地质钻探钻柱动力学的研究,以更好地保证深部地质钻探的顺利进行。     

钻孔轨迹参数计算及三维成图方法研究

随着经济发展及矿产资源开发利用程度进一步提高,地质勘探向着深部、复杂地层发展,钻探施工钻孔也向着定向孔、分支孔的方向发展。地质目的对钻探工艺的要求越来越高,在控制钻孔轨迹方面也需越来越精准。本文就钻孔轨迹参数计算及成图作了详细介绍,阐述了钻孔轨迹相关概念及有关参数的计算方法;通过对Excel电子表格相关功能的研究,成功地将其应用到钻孔轨迹参数计算与处理分析中;通过对Solidworks三维制图软件的研究,成功地将其应用到钻孔轨迹监测及成图方面;通过实际工作案例验证了上述方法的可行性。     

山东黄金西岭勘查区深部勘探孔防斜与纠斜措施

西岭勘查区金矿找矿工作已全面进入勘探阶段,勘查区网度为80 m×80 m,对于钻孔质量要求十分严格：终孔靶点偏差不超过勘探网度的四分之一,即不超过20 m。对于西岭勘查区设计孔深均超过1500 m（部分钻孔设计甚至超过2500 m）的钻孔而言,这种要求远远超过地质岩心钻探规程要求。山东黄金地勘公司根据多年深孔施工经验,在防斜与纠斜方面均取得了一些突破,自主研发了钻具扶正器、独创了钻孔纠斜法,形成了一套实用的钻孔质量保证措施。     

油气基础地质调查井新柯地1井工程设计

以新柯地1井钻井工程设计为例,简述了工程设计的一般要求和原则,对新柯地1井工程设计的难点、钻井结构设计、钻机选型和设备要求、钻具组合和钻进参数、钻井液、固井、井控设计、录井、测井以及钻井工程施工情况进行了介绍。