2025, 52(2):28-37.DOI: 10.12143/j.ztgc.2025.02.004
摘要:在南方丘陵地区实施系列地质岩心钻探项目过程中,遇到了多项技术难题,包括岩溶空腔区的溶洞穿越、孔底失返层的安全钻进、松散泥砂砾石层的取心难题、水敏地层的钻进困难、强造斜地层的稳斜钻进以及深切割区的搬迁困难等问题。针对以上难点,分别采取以下技术措施:(1)“双套管+半填充”的方式穿越溶洞;(2)“顶漏+封堵+润滑钻具”的综合技术措施以保证安全钻进;(3)采用了超前取心跟管钻进工艺以及多级套管护壁技术,创新应用了光圈收敛式特种取样钻具和伸缩式漏液接头,显著提高了岩心采取率;(4)采用了低固相抑制性防塌冲洗液,并通过加强固相控制、降低转速、减少回次进尺、套管快速支护响应等综合手段,保障了孔壁的安全;(5)采用了基于连续梁绳索取心钻具力学模型的计算方法,配合“低压吊打”和钻机地基加固、提升同心度等措施,达到了防斜打直的目的;(6)探讨了无人机高效搬迁方案。本文成果为类似环境和复杂地质条件下的钻探施工提供了重要的参考。
2024, 51(5):169-175.DOI: 10.12143/j.ztgc.2024.05.021
摘要:在各种钻探方法中,液动冲击回转钻进具有效率高、质量好、回次长、事故少、成本低等优点,而液动潜孔锤又是液动冲击回转钻进的技术核心。本文梳理了各种液动潜孔锤的结构特点及其与绳索取心钻具、孔底动力钻具相结合衍生的各种钻具,简要介绍了这一技术的典型应用案例,总结归纳了其下一步发展方向和技术难点,以期普及液动锤的应用,促进液动冲击回转钻进技术的进步。
2024, 51(S1):187-190.DOI: 10.12143/j.ztgc.2024.S1.027
摘要:卡埋钻事故是矿产资源勘查岩心钻探最难处理的事故,传统的强拉、强顶、强扭、反丝钻杆反取等处理方式,处理成功率均极低,且程序繁琐,耗时、耗力、耗成本。为解决卡埋钻事故处理难题,研制了振动拔管器。使用时,将该机具安装在孔口钻杆上,通电即产生高频高压振动,然后用钻机主卷扬向上提拉振动拔管器+钻杆连合体,通过提拔+振动联合作用,实现解除卡阻。振动拔管器坚固耐用、操作方便、成本低廉,在钻探现场应用处理卡埋钻事故数十次,成功率达90%以上,具有极大的推广应用价值。
2024, 51(S1):191-195.DOI: 10.12143/j.ztgc.2024.S1.028
摘要:为了改善地质岩心钻探中无固相冲洗液的护壁防塌性能,筛选了脂环类固化剂EPR,脂肪类固化剂DETA、AEP,芳香类固化剂PU,酰胺类固化剂PET共5五种固化剂。利用固化剂可以改进被固化物质的膜硬度、膜附着力、膜耐候性和增加光泽度的特性,向无固相冲洗液中添加固化剂以改善其防塌护壁性能,通过岩心浸泡试验和线性膨胀量试验,确定固化剂EPR和PU具有较好的护壁防塌性能改善作用。然后对EPR和PU进行复配,通过岩心浸泡试验结果得出最优比例为EPR∶PU=1∶4,最后通过线性膨胀量测试和流变性能测试,确定固化剂配方的最优加量为0.2%。确定无固相冲洗液配方为清水+0.5%聚丙烯酰胺+0.04% EPR+0.16% PU,该配方在对冲洗液流变性能影响较小的前提下,改善了冲洗液的护壁防塌性能。
2024, 51(S1):216-221.DOI: 10.12143/j.ztgc.2024.S1.032
摘要:自然资源部找矿办装备组开展了找矿装备调研和国内外找矿技术装备对比分析研究。结果表明,历经数十年积累,我国勘查技术装备的发展虽然取得了进步,但仍存在一些短板和挑战。总体上,目前我国地勘队伍装备陈旧,绿色先进装备配备少,先进仪器设备以进口为主,国内研发保障能力不足,装备产业化水平不高,野外生活安全保障条件差,亟需加强找矿装备建设,支撑全面推进绿色勘查,满足新一轮找矿突破战略行动的找矿装备新需求。自然资源部中国地质调查局率先加快构建现代化野外条件保障体系,先后制定了《关于加强地质调查野外综合保障基地使用的指导意见》等制度文件,主要任务是推动绿色勘查、缩短与国外先进装备水平的差距。为适应新一轮战略找矿行动和国家重大工程勘察精细化对装备的要求,我们研制了HRD800F型水平岩心钻机。动力头是岩心钻机的关键部件,本文阐述了该型号岩心钻机动力头设计方案和设计过程以及测试过程,并总结了该动力头的性能特点。
2023, 50(2):8-16.DOI: 10.12143/j.ztgc.2023.02.002
摘要:特深孔地质岩心钻探技术装备是由中国地质科学院勘探技术研究所牵头、国内多家单位合作参与研发成功的我国深部矿产资源勘探技术装备,是“十三五”国家重点研发计划项目“5000米智能地质钻探技术装备研发及应用示范”的研究成果,形成的主要研究成果总体实现了特深孔地质岩心钻探工程设计标准化、钻探装备轻量化、钻进控制智能化、孔口操作自动化、孔内钻具系列化、泥浆体系绿色化的目标。以JZ04地热地质勘探井为示范平台,完成了特深孔地质岩心钻探技术装备集成及示范应用,重新构建了新的地质钻探小口径钻孔结构,创造了?114 mm绳索取心钻进应用深度、下入?146 mm地质套管深度两项亚洲纪录,初步形成了以绳索取心工艺为主体的特深孔地质岩心钻探技术装备体系。
2023, 50(S1):240-245.DOI: 10.12143/j.ztgc.XXXX.XX.001
摘要:ZK4816孔是首个在岷县寨上金矿区实施的千米以深钻孔。针对矿区复杂地层钻进难、护壁难等问题,通过实施深孔岩心钻探工程,同步开展了钻探技术研究与实践,成功应用了广谱冲洗液、加大口径钻具、定向钻进等技术措施,钻进深度达到1172.88 m。广谱冲洗液与植物胶冲洗液相比护壁周期提高了3倍,采用加大口径钻具钻进可形成大环状间隙,大幅提升冲洗液携带粗颗粒岩粉的能力,“广谱冲洗液+加大口径钻具”技术的应用有效保证了深孔施工。为下一步复杂地层深孔岩心钻探工作提供了参考依据。
2023, 50(S1):246-250.DOI: 10.12143/j.ztgc.XXXX.XX.001
摘要:内蒙古哈达门矿区地质条件复杂,区内矿层上下盘为绿泥石化蚀变带,厚度几十米至上百米,涉及破碎、漏失、水敏性地层多,钻探施工中缩径、漏失、坍塌现象普遍,严重影响了钻进效率。本文以该矿区ZK20312钻孔为例,经过2次废孔后,结合钻进难点提出了有针对性的解决措施,通过科学设计孔身结构、合理配置冲洗液、合理制定孔内事故应对措施,在第三次施工时取得了良好的效果,各项质量指标均符合设计要求。全面总结了该类型复杂地层的施工经验,可为其他类似条件施工提供参考。
2023, 50(S1):414-418.DOI: 10.12143/j.ztgc.XXXX.XX.001
摘要:介绍了地质钻探小口径水力割管器的基本工作原理、技术性能以及在陕南、北山地区地质岩心钻探中的应用。实践表明,小口径水力割管器具有设计简单、操作方便、工作效率高等优点,在钻孔卡钻、埋钻等孔内事故处理中发挥了巨大作用,取得了很好的应用效果。同时,在实际应用中,水力割管器也存在一些问题,如刀头焊接质量不高、存在环切震动以及刀头崩刃的现象。通过分析和总结实际应用情况,针对存在的问题提出了一些改进意见,以便该设备的推广应用。
2023, 50(S1):561-567.DOI: 10.12143/j.ztgc.XXXX.XX.001
摘要:地质岩心钻探工程是一个复杂、综合的施工体系,其作业所用的钻机、钻塔、附属设备及工器具等金属器件繁多,作业环境复杂,影响安全施工的不确定性因素众多。从规范机台施工秩序、提高机台管理水平、减少生产安全事故、改善施工作业环境等方面考虑,推行机台标准化建设具有重要的意义。文章重点介绍了我单位在机台标准化建设方面取得的一些经验做法,重点论述了施工现场标准化、装备管理标准化、施工管理标准化3个方面的做法,分析了标准化机台建设具有安全性高、规范化好、易于管理等优势,在甘肃寨上、陕南及北山等勘查区的推广实施,取得了良好效果,并为钻探行业施工更加规范化、制度化提供了参考。