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摘要:铀资源是重要的战略资源和能源矿产，针对铀矿钻探装备难以满足新时代安全、绿色、高效钻探要求的现状，本文系统梳理了21世纪以来我国铀矿钻探装备的发展历程。结合国内外装备对比，指出了当前行业存在的核心问题：砂岩铀矿勘查钻探施工仍以自动化程度低的立轴钻机为主，劳动强度大、安全风险高；地浸采铀钻探装备体系不完善，效率与能耗矛盾突出；特殊地形区装备进场困难，冲洗液固控技术落后。针对这些瓶颈，本文提出了未来3年发展建议，包括：开展立轴钻机及钻塔的自动化与数字化升级改造；研发难进入地区高效低成本施工装备；深化智能冲洗液固控技术研究；加强全液压钻机、绳索取心工艺等先进成熟技术装备的引进与推广。本研究为推进我国铀矿钻探装备换代升级提供了科学依据和技术路线，对推动地质钻探行业技术进步具有重要参考价值。

摘要:井壁取心技术是油气储层评价与资源勘探中取心钻探的一种有效技术补救手段，其发展历经近百年，从早期冲击式取心逐步演进为高效、精准的旋转式井壁取心技术。本文系统梳理了该技术的演进脉络，重点聚焦旋转式井壁取心技术国内外研究进展与关键技术突破。通过对比分析国际油服公司与国内企业的技术参数及应用案例，发现国外在岩心尺寸控制、耐温耐压性能、流体密闭采样及岩心数字化处理等方面具有领先优势；国内虽在机械结构优化、电动直驱技术、耐温性能等方面取得显著进步，但在取心工具可靠性、复杂地层适应性及智能化水平上仍存在差距。基于当前技术瓶颈，并结合深地、深海勘探需求，本文提出井壁取心技术的未来研发方向。研究成果旨在推动我国井壁取心技术向高效化、智能化、数字化升级，为超深井及非常规油气勘探提供关键技术支撑。

摘要:软土地区具有高含水率、大孔隙比、低承载力及高压缩性等特点，传统桩基面临成桩质量差、承载效率低等问题。现浇混凝土大直径管桩（PCC桩）作为一种适用于软土地基处理的新型桩基技术，其力学特性对工程安全与性能具有重要影响。本文系统综述了PCC桩在内摩阻力、负摩阻力、竖向承载、水平承载及抗拔性能等方面的力学特性研究进展，总结了室内模型试验、现场试验、有限元与离散元数值模拟、理论推导等多技术路径的研究成果，明确了各力学特性的影响因素、分布规律及计算方法。分析表明，当前研究在内摩阻力的量化表征、负摩阻力时变演化机制、复杂荷载作用下的响应特性及群桩相互作用等方面仍存在不足。未来研究应注重多方法耦合、精细化建模与工程实测验证，以提升PCC桩设计的科学性与工程适用性，从而推动该技术在高速铁路、港口工程及抗浮结构等领域的更广泛应用。

摘要:为应对全球碳排放与工业固废处理的双重挑战，本文提出一种基于煤层地下气化（UCG）废弃空腔与粉煤灰矿化封存相结合的“碳封存-固废处置-废弃空腔利用”三位一体工程方案。采用CMG-STARS软件构建三维三相五组分耦合模型，模拟粉煤灰浆体注入与CO?注入过程中的热力学与矿化反应行为，重点分析不同CO?注入速率对温度场演化及封存效率的影响。研究结果表明：提高CO?注入速率可显著增强矿化反应强度与空间均匀性，将速率从20000 m3/d提升至60000 m3/d，相同总注入量的矿化封存效率提高约15%；注入的低温CO?引起初期降温，但矿化放热效应逐步逆转该趋势，使温度最终稳定在250 ℃左右。本研究为发展“碳封存-固废处置-废弃空腔利用”三位一体的工程技术提供了理论依据与参数优化策略。

摘要:呼吸效应是钻井过程中常见的复杂流体现象，表现为钻井液的周期性漏失与返流，易与井涌混淆，对井控安全构成严重威胁。本文在系统梳理相关研究的基础上，将地层呼吸效应归纳为井筒弹性变形、钻井液膨胀-收缩、裂缝性呼吸效应和渗透性呼吸效应4种类型，分别分析其诱发机理、识别特征与适用条件。在识别方面，综述了随钻压力监测（PWD）、电阻率测井、决策树与事件树分析等典型方法，并评估其对不同机制的适应性。在控制方面，总结了控压钻井、连续循环系统、钻井液参数优化等应对策略，探讨其在不同类型呼吸效应中的实施效果。本研究旨在构建呼吸效应的系统认知框架，为复杂工况下的准确识别与科学应对提供理论支持与实践指导。

摘要:干热岩开采过程中的水岩作用是影响储层长期稳定的关键因素。针对传统实验方法难以同时兼顾“长期效应”与“试样完整性”的难题，本研究自主研发了一套高温高压水岩作用模拟装置，以酸性溶液为加速介质，对花岗岩岩样开展了3、6、9 d的动态作用实验。结合核磁共振、热常数分析及力学测试，系统揭示了酸性环境下花岗岩孔隙结构及热-力学性能的协同劣化机理。结果表明：酸性水-岩作用导致花岗岩孔隙度非线性剧增（9 d内增幅448%），孔径由小孔主导向中、大孔调整；孔隙结构的改变引发导热系数与单轴抗压强度显著衰减，9 d内分别降低8.63%和33.19%，二者演化趋势高度一致。本研究成功构建了实验室短周期加速模拟与工程长期演化行为的定量关联，为精准预测干热岩储层服役期间的物理力学行为、评估储层稳定性，进而保障地热资源安全高效开发，提供了关键的实验依据和理论支撑。

摘要:钻井工程中，钻杆接头螺纹连接处失效占比高达86%，是钻柱失效的主要风险部位。为深入分析接头应力分布及集中特性，本研究基于三维有限元仿真，对API标准单台肩与双台肩钻杆接头在轴向和扭转载荷下的应力进行了对比分析，并针对NC50型接头计算了轴向与扭转应力集中系数。研究发现：单台肩螺纹最大应力集中于螺纹啮合部第一圈齿根处；双台肩螺纹的最大轴向应力和剪切应力显著低于单台肩螺纹（分别约24%和27.3%），尤其在高扭矩下性能优势更明显；NC50接头的轴向应力集中系数为4.21，扭转应力集中系数为3.73。本研究成果为钻杆接头性能优化设计、钻井系统应力精确计算及疲劳寿命预测提供了重要依据。

摘要:针对硬地层钻进中牙轮钻头失效频发、寿命短等工程难题，本研究基于现场钻井数据，建立了钻头-岩石非线性接触动力学模型，采用Drucker-Prager准则描述岩石弹塑性行为，通过有限元软件ABAQUS模拟三牙轮钻头在钻压与转速耦合作用下的破岩过程。结果表明：破岩以冲击和剪切为主，其所诱发的拉应力是岩石破坏的主导因素；钻头在破岩过程中存在显著的纵向与扭转振动，其导致的瞬时冲击是加速轮齿磨损和轴承失效的根本原因，该结论与现场失效案例基本一致。研究成果揭示了牙轮钻头在硬地层中的失效机理，并提出优选抗磨损钻头、加装减震器及优化钻进参数等建议，对提升深部硬地层钻进效率与降低工程成本具有重要的理论指导意义和实践应用价值。

摘要:为提高深孔与特深孔钻探效率，本文根据钻探工艺时间分配建立了钻探时间利用率模型，并结合该模型定量分析了13000 m特深孔钻探中绳索取心与提钻取心两种工艺下各因素对钻探时间的影响。分析表明，无论采用绳索取心还是提钻取心工艺，回次进尺长度均是影响钻探时间的首要因素，但其后各影响因素的排序存在差异：前者依次为钻头寿命、立根长度及起下钻速度，后者则为立根长度、起下钻速度及孔口坐卡与拧卸时间。研究进一步证实，绳索取心钻进效率显著优于提钻取心，但通过优化回次进尺长度等关键参数可有效缩小二者间的差距。本研究揭示了特深孔钻探时间的关键影响因素及优化路径，为工艺方法评价和钻进效率提升提供了理论依据。

摘要:针对固井过程中水泥浆漏失低返的技术难题，本文以提高水泥浆自身防漏能力为出发点，开展了新型防漏水泥浆体系的研究。首先研制了一套基于API失水仪改造的全密封式堵漏性能评价装置，并建立了相应的评价方法。基于“刚性架桥、弹性填充、纤维网捕”的协同防漏机制，通过系统研选与正交试验，优化研制出由刚性颗粒、温控可形变颗粒及复合纤维复配而成的新型堵漏材料ZJY-1。室内评价表明：ZJY-1与常规及抗高温水泥浆体系均具有良好的配伍性；其在有效维持水泥浆流变性、游离液及抗压强度等关键工程性能的同时，可将1 mm孔隙与裂缝的封堵承压能力提高至7 MPa，且稠化时间可通过缓凝剂进行灵活调控，综合性能优于对比的商用材料。本研究为实现固井过程中的动态堵漏、简化固井工艺、提高复杂地层固井质量提供了有效的技术支持。

摘要:钻井液是钻探工程的核心介质，其净化效率直接影响钻进效率、钻井质量与生态环境。针对岩屑净化难题，俄罗斯科研团队提出了超声波与永久磁场协同净化钻井液及岩屑回收利用技术。通过理论分析建立了磁化条件下颗粒沉降动力学模型，设计了集成超声波辐射器与П字型磁铁的闭环处理装置，并开展了实验室与现场试验。结果表明：该技术能促使钻井液中岩屑颗粒形成稳定的“集群结构”，显著提升其沉降速度，有效改善钻井液的流变性能，滤失量降低50%，黏度提高20%，岩屑沉淀率达30%；岩屑经焙烧可制成压裂支撑剂，实现资源化利用。研究成果为解决钻井液净化与岩屑污染问题提供了创新技术路径，对推动钻探工程绿色化具有重要参考价值。

摘要:为解决深埋输水隧洞勘察中传统垂直孔勘察效率低、定向钻具无法实现连续取心的问题，基于绳索取心与定向钻进技术，研制了新型定向钻进连续取心钻具，并搭建室内钻进试验平台，对钻具的定向造斜和连续取心性能进行了验证。结果表明：该钻具性能稳定，能够实现定向钻进与高质量连续取心，实际造斜能力达3.50°/30 m，与理论计算值基本吻合，岩心采取率高达93%~98%，岩石质量指标达80%~91%。本研究为深埋长隧洞工程勘察提供了一种高效、可靠的技术方案，对推动定向钻进连续取心技术的发展具有重要意义。

摘要:本文针对深部煤矿瓦斯抽采钻孔过程中孔口煤尘危害严重且传统除尘技术效率低的问题，旨在研发一种具有协同抑尘机制的高效环保降尘剂。以海藻酸钠、聚乙烯醇和丙烯酰胺为原料，通过接枝共聚法制备了接枝共聚物PSA，并复配表面活性剂APG0810，制备出新型复合降尘剂PSAA。采用红外光谱、热重分析表征PSA的结构与热稳定性，并通过沉降实验、接触角测试、抗蒸发与抗风蚀实验对PSAA的抑尘性能进行评价。结果表明，PSA热稳定性良好；PSAA溶液与煤样的接触角低至24°，较清水降低61.9%，润湿性优异；在50 ℃环境下保水效果良好；在9 m/s强风侵蚀下，抗风蚀率仍达81.73%。扫描电镜证实，PSAA能在煤尘表面形成致密固化层，实现“润湿-黏结-固化”协同抑尘。该降尘剂制备简单、性能优良，为瓦斯抽采孔口煤尘的高效控制提供了新的技术思路与解决方案。

摘要:海岸带地质调查对于了解我国沿海地区资源分布和生态环境状况、推动城镇化发展、保障经济可持续增长以及应对频发的自然灾害具有至关重要的意义。海洋地质十七号船是由我国自主设计、建造的小吨位海岸带综合地质调查船，填补了我国该领域的空白，提升了我国海岸带地质调查能力。该船的钻探系统针对不同地层配套多套取心钻具，并针对海岸带钻探作业特点，制定安全应急措施，顺利完成了北黄海西部海域一个140 m深钻孔的钻探任务，岩心采取率达92.7%。实践证明，海洋地质十七号船钻探系统可圆满完成海岸带地质调查钻探取心任务。

摘要:在“十四五”期间，全国针对“双源”清单及地下水环境监测，布设了大量小口径PVC地下水监测井，以监测潜水层地下水水环境质量。地下水监测井的井底及内壁常因泥沙、杂质等沉积造成堵塞。本文聚焦小口径地下水监测井维护、清淤难题，设计研发了集成气举反循环清淤工艺的便携式装备，阐述了便携式清淤设备系统组成及工艺原理等。欧拉三相流简化模型的模拟分析以及针对不同深度监测井、不同类型淤积物的清淤效果统计数据表明，研发的设备系统对不同深度的监测井清淤效果显著，监测井的淤积速度与地下水中土颗粒的性质呈显性相关；数值模拟分析的预测结果与工程实践的实测数据整体趋势基本一致，实际工程效果优于预测结果。该设备集成系统解决了生态环境领域小口径地下水监测井维护、清淤难题，显著延长了监测井使用寿命，经济效益显著。

摘要:为探明小秦岭金矿田深部成矿规律，在地质条件复杂的小河断裂带部署了一口3500 m科学钻孔。施工面临断层泥缩径、破碎带坍塌、高地应力卡钻等严峻挑战，孔内事故频发，传统钻探技术难以满足要求。本文介绍了XD-40DB型交流变频顶驱式岩心钻机的成功应用，依托其智能化集成控制、18 m长行程给进、精准动力调控等核心技术优势，结合优化的五开钻孔结构、多套针对性冲洗液体系及精细化参数调控，形成了一套适用于特深孔复杂地层的综合施工技术。该技术有效克服了孔壁失稳和卡钻等难题，终孔孔深3491.90 m，平均岩心采取率97.18%，圆满完成地质任务。研究成果不仅为小河断裂控矿机制研究提供了关键地质数据，更验证了顶驱式岩心钻机在深部复杂地层勘探中的卓越性能与核心支撑作用，为我国同类特深孔钻探工程提供了重要的技术示范和实践经验。

摘要:西藏罗布莎工作区海拔高，地质条件复杂，岩层破碎且裂隙发育显著，地层稳定性差，存在地层破碎、漏失、缩径等钻探难题。本文聚焦该工作区设计孔深800 m的中深孔施工实践，对以破碎绿泥石化橄榄岩为主、严重漏水且缩径频繁的极端复杂地层中的施工过程进行了总结。针对人员短缺、设备组装要求特殊、严重漏水致使孔壁失稳、冲洗液易污染失效、频繁缩径引发卡钻等核心难题，系统归纳了钻机-钻塔创新组合技术、基于动态堵漏与抗污染配方的冲洗液体系优化、套管护壁结合周期性提钻扫孔防缩径、阶段性人员动态调整与快速培养模式等关键应对技术。经实践验证，此次钻孔施工成功克服了各种困难，顺利终孔。本案例对施工实践进行的系统总结和所积累的施工经验，可为类似高海拔、复杂地层条件下的岩心钻孔施工提供技术参考和管理经验借鉴。

摘要:针对金川矿区强水敏性、强破碎、强涌水及高地应力复杂地层钻探所遇缩径、掉块造成的卡钻和埋钻等孔内事故，对冲洗液提出了低失水量、强抑制性、强封堵性、合适的密度以及优良流变性能等要求。首先优选合适的冲洗液处理剂，包括降失水抑制剂FLI-1、封堵防塌剂FDC-1、抑制剂LHK和封堵剂FG-1；然后通过正交试验，研制了适用于金川矿区复杂地层的冲洗液配方，并针对冲洗液配方开展了常规性能、抑制性、封堵性和润滑性评价。现场应用试验结果表明，该冲洗液配方具有优良的流变性能，还兼具较好的抑制性、封堵性及润滑性，能够有效预防矿区钻探遇复杂地层引发钻孔事故，提高钻探效率，支撑矿区钻探施工。

摘要:本研究以新疆煤田火灾治理为背景，借鉴国外Eavor-Loop等闭式地热系统（CLGS）工程经验，旨在通过提取地下热能使煤田火烧区降温，以恢复火烧区煤炭资源开采，并实现地下热能利用的双重目标。采用闭式双水平井取热方案，设计了“稳斜+造斜+水平+造斜+稳斜”的五段制井眼轨道双水平井轨迹。针对煤田火烧区高温破碎地层特性，创新采用“小口径先导孔+大口径回拖扩孔”工艺完成施工，提出了适用于新疆硫磺沟煤田火烧区高温岩层的高效、低成本钻探和换热取热技术方案。针对施工中遇到的井下高温（>170 ℃）、地层不稳定和全井段大井斜等挑战，采取多种钻完井工艺方法，优化钻井液体系和设备，应用耐高温测量仪器及井下动力钻具，解决了钻遇煤田火区时地层松散破碎、失返漏失、异常高温等问题。为未来煤田火区钻完井施工形成可推广的技术范式。

摘要:本文以云南省腾冲市五合乡邦听组滑坡为研究对象，基于地质调查、监测数据与数值模拟，系统分析滑坡变形数据曲线与地质力学机理的耦合关系。研究发现，滑坡位移响应与降雨强度、孔隙水压力变化呈现显著非线性关联，其变形机制受地层渗透性差异、人类工程活动及河流侵蚀作用共同驱动。通过构建水-力耦合模型，揭示滑坡多阶段变形特征与地质条件的动态响应规律，提出“降雨-入渗-失稳”链式预警阈值，为区域滑坡风险防控提供理论支撑与技术范式。

摘要:以温州凯迪中心超高层建筑项目为例，论述了其超深大直径灌注桩单桩承载力取值过程；通过旋挖与冲击钻进组合成孔技术、反循环除渣及泥浆净化技术、孔底沉渣检测技术、混凝土浇筑质量保障技术、两次桩底注浆技术等多技术链协同保障桩孔垂直度、孔底沉渣厚度、桩身混凝土质量、持力层承载力发挥等，为超高层超深大直径灌注桩承载力发挥提供重要的技术保障；同时通过基桩埋管声波透射法检测技术和超大吨位静载荷试验技术，为超高层建筑超大吨位超深灌注桩桩身完整性和承载力检验提供安全技术保障。本文对超高层建筑超大吨位超深大直径灌注桩承载力设计及发挥具有借鉴作用。

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