2025, 52(2):38-44.DOI: 10.12143/j.ztgc.2025.02.005
摘要:西秦岭岷县寨上金矿勘查项目利用钻探工作对矿区南矿带主要矿脉进行控制。根据以往经验,南矿带主要矿脉产状陡立(78°~85°)且不稳定,存在浅部南倾、深部北倾的特征,同时矿区多数区域覆盖层较厚,地形切割强烈,道路机场修筑、钻探装备搬运困难。该项目设计了矿区首个近水平钻孔,通过使用EP1000型便携式全液压钻机,改造、升级和加工水平钻架套件,采用绳索取心技术,完成216.73 m的近水平取心钻孔施工。在矿区水敏复杂地层、钻孔持续涌水情况下创新实施近水平钻孔,践行绿色勘查理念,为同类型工程项目提供参考。
2025, 52(2):72-79.DOI: 10.12143/j.ztgc.2025.02.010
摘要:在固体矿产勘查中,因工作区地形复杂给钻探设备搬迁工作带来较大挑战,修建道路或人工搬迁存在工作量大、工期长、环境破坏大和安全风险高等问题。以湖南省安化县谌家仑、江华县麻江沅工作区为例,优选了3款多旋翼无人机,重点对设备拆卸与捆扎、路线规划、飞行吊装等无人机吊运流程及应用效果进行对比分析,应用结果表明,无人机搬迁具有效率高、人工强度低、绿色环保等优势,相比传统搬迁方式,有助于实现绿色勘查。同时,从提升无人机载重、续航能力,完善无人机多控模式,优化钻机模块分配集成等方面提出了建议。多旋翼无人机在在复杂地形条件下的优势和应用效果,可为地形条件复杂地区的钻探设备搬迁提供有益借鉴。
2025, 52(2):80-86.DOI: 10.12143/j.ztgc.2025.02.011
摘要:在牦牛坪稀土矿区勘查中对便携式全液压钻机的应用开展了研究,探讨了其在复杂地质条件下的性能和优势。模块化设计提高了钻机的环境适应性,采用薄壁系列钻杆与低固相冲洗液等先进钻进技术,形成了一套适用于该矿区破碎地层的钻进技术,并成功提升了钻探效率与岩心采取率,结合工程实践探讨了便携式钻机的施工情况和应用效果,总结存在的问题并提出了相应改进措施。研究表明,便携式全液压钻机在稀土矿复杂地层钻探中表现出显著的适用性,可为该类型矿产勘查钻进施工提供重要的参考。
2025, 52(2):87-97.DOI: 10.12143/j.ztgc.2025.02.012
摘要:旋挖钻机施工过程中,岩石钻进效率与筒钻布齿方式密切相关。采用截齿切削试验系统,对筒钻关键布齿参数进行研究。采集试验过程的三向荷载、破碎体积、变形位移、破碎形态等数据。从破碎比功、切削阻力、荷载波动及截齿自旋等多个维度,应用控制变量法进行截齿切削试验,定量评价切削角、齿偏角、切削顺序、齿尖高度差和齿尖轨迹间距等参数对岩石切削的影响。研究表明:存在与地层性质匹配的最优布齿参数组合,以钻进花岗岩地层为例确定了最优布齿参数范围,分别为:切削角68°~72°,齿偏角5°~15°、跳跃式切削、齿尖高度差3 mm左右、齿尖轨迹间距30 mm左右。根据试验结果进行了筒钻设计和工程验证,钻进效率比普通筒钻提升13.64%,单位进尺成本降低39.13%。研究成果对指导截齿筒钻布置、降低钻齿损耗、提高岩层钻进效率具有重要的意义。
2024, 51(4):7-13.DOI: 10.12143/j.ztgc.2024.04.002
摘要:为助力我国超深地层科学探索和万米以上深层油气发现,研制了2套12000 m特深井自动化钻机。该钻机配套15 m超高钻台底座、4600 kW高载重比绞车、3000 hp五缸钻井泵组、9000 kN交流变频顶部驱动装置等,满足万米超高压复杂井钻井作业需要;配套超大容量管柱自动化处理设备及集成控制系统,满足万米钻具自动化存储和排放要求,实现了管柱从堆场到井口的全流程作业自动化;全面应用电动驱动设备,控制更精准,运行更环保,低温环境适应能力强,安全性更高;顶部驱动装置、发电机组、国产变频器全面替代进口,国产化程度高。钻机现场应用效果表明:两套12000 m特深井自动化钻机综合钻井速度达到1.6 m/h,起下钻速度24.8柱/h,通过远程在线检测及专家诊断系统使钻机的平均故障率较在役石油钻机降低50%,可减少钻井作业人员3人/班,人员劳动强度大大降低。为我国万米级地层的油气田开发提供了装备保障。
2024, 51(S1):35-41.DOI: 10.12143/j.ztgc.2024.S1.002
摘要:水利工程项目建设往往位于偏远或地貌环境复杂的地区,为开展上述区域的浅部地质勘查,对钻机的轻便程度、在地形复杂地区的迁移能力以及适应复杂地层的多功能需求提出了更高的要求。基于此,本文分别对立轴式岩心钻机、全液压动力头式岩心钻机、声波钻机和便携式岩心钻机在水利水电工程勘察中的应用现状进行了综述,并比较了其优缺点。总体而言,工程勘察钻机都在向着绿色化、模块化和多功能化方向发展,水利水电工程勘察在选择钻机时应综合考虑不同类型钻机在满足孔深、定向、取心和原位试验等具体任务要求情况下进行针对性选择。
2024, 51(5):101-107.DOI: 10.12143/j.ztgc.2024.05.012
摘要:新一轮找矿突破战略行动对钻探技术提出更高要求,利用浅钻技术在浅覆盖区进行快速查证是重要的技术手段。多工艺钻探可以为复杂地层钻探施工提供绿色高效的钻探技术支撑。围绕这一需求研制了TGQ-200RC型多工艺自动化钻机,制定了钻机的总体方案,研制了多工艺动力头、夹持拧卸装置、6自由度移摆管机构、车装集成式液压储杆库、电液控制及参数监测系统等钻机主要部件,规划了自动加减钻杆过程中多机构协同动作控制流程。实钻试验表明,TGQ-200RC型钻机钻进效率高,取样质量好,具有多工艺、机动化、自动化、数字化等特点,单次自动加减钻杆平均用时约90 s,配合无线遥控可实现孔口无人操作,有效降低劳动强度,提高施工安全性。TGQ-200RC型多工艺自动化钻机可以为构建绿色、高效、经济的快速查证钻探技术体系提供坚实支撑,为推动国内浅层钻探装备自动化升级提供有益借鉴。
2024, 51(3):142-149.DOI: 10.12143/j.ztgc.2024.03.019
摘要:在钻探工程施工过程中,不可避免地会出现机械故障。采用故障树分析其原因是常用的方法之一。但工程施工中,往往数据不足或不注意保存这些数据,实际应用时难以赋值,只能进行定性分析。针对工程施工机械出现故障的模糊性和不确定性,用模糊数描述底事件的发生概率,提出一种基于三角模糊数的工程施工机械故障树分析方法。该方法通过专家、现场技术人员及操作人员的经验构造三角模糊数描述各底事件发生的概率区间,通过计算三角模糊数的中位数重要度,按重要度大小对故障原因排序,作为制定预防措施的依据。最后将其应用于长螺旋钻机成桩混合料堵管的原因分析,按模糊重要度对故障有针对性地制定预防措施。结果表明:重要影响因素排序与现场技术人员及操作人员的定性分析与判断相符。
2024, 51(4):145-153.DOI: 10.12143/j.ztgc.2024.04.018
摘要:山东招远大尹格庄3000 m科学钻探项目是在胶东地区招平断裂带处施工的最深科学钻探项目,设计钻孔深度为3000 m。为达到提高钻探施工效率、降低孔内事故概率的目的,本项目采用高效稳定的XY-9DB型变频钻机、自主研发的高效长寿命金刚石钻头、CHD76系列高强度钻杆及联合研发的LZRT360型钻井液离心机,采用了P/H绳索取心液动冲击钻探技术、绳索取心涂层减阻内管技术等关键技术,进行深孔钻进施工,并针对不同地层进行了冲洗液体系的优选。该项目终孔孔深3120.35 m,终孔孔径78 mm,平均岩心采取率95.6%,平均矿心采取率97.9%。本文对此项目施工过程中钻遇复杂地层的处理方法、解决方案以及设备使用情况进行了总结,为类似深部钻探工程项目提供了参考。
2024, 51(4):172-176.DOI: 10.12143/j.ztgc.2024.04.021
摘要:钻机作为钻探工程中最重要的地面设备,是当之无愧的钻井利器。全液压岩心钻机是岩心钻机的主要发展方向。本文从科普的角度,介绍了岩心钻机在破岩过程中提供压力和旋转运动的主要作用,类比杠杆分析液压传动的工作原理,回顾了立轴式手把钻机、立轴式油压钻机到全液压岩心钻机的发展历程,阐述模块化轻便岩心钻机的特点及适合绿色勘查要求的优越性,并指出全液压岩心钻机的智能化、高效化、绿色化的发展方向。