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21世纪初,我国地质钻探技术处于立轴钻机普遍使用、国产绳索取心钻杆只能满足1000 m以内孔深钻进要求、钻探器具相对落后、硬岩地层钻进效率低、复杂地层取心效果差的落后局面。近10多年来,在多个国家重大科学工程项目、国家科技支撑计划、“863”计划、地质大调查专项等科技项目支持下,通过产学研联合攻关,形成了硬岩深井科学钻探技术体系和2000 m以内地质岩心钻探技术体系,浅层取心（取样）钻探技术、新能源勘探开发钻探技术、地质灾害调查和防治钻探技术、定向钻探技术、基础工程施工钻掘技术等都取得了飞速的发展和进步。本文对21世纪我国地质钻探技术与装备、关键器具新进展进行了阐述,并对经济新常态下的发展方向进行了展望。 相似文献
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近年来,国内外对复杂地层绳索取心钻具的研究取得了长足进步,但是未能很好解决卡心构件对岩心入管的阻碍和底喷式钻头易产生“泥垫”现象,从而影响取心质量和钻进效率的关键技术问题。以普通S95绳索取心钻具为研究对象,通过在内管里增设0.7 mm厚度的不锈钢衬管,封隔卡簧等卡心构件装置,增加底喷式钻头水孔数量并增大水槽体积,设计可供选择的发夹式和卡簧式岩心提断器等技术改造,研制一款用于复杂地层钻进,具备隔水、隔卡、自动锁心的三层管绳索取心钻具。选用发夹式岩心提断器在水敏性强的破碎地层中试验,平均回次进尺1.13 m,获取岩心采取率94.48%,对比附近同类地层钻孔的岩心采取率提高了50%以上;选用卡簧式岩心提断器在裂隙发育的泥质地层中试验,卡簧卡心如同普通钻具上的卡簧一样可靠。试验结果表明:用衬管封隔卡心构件的取心技术方案可行,解决了卡心构件对软弱松散岩心入管的阻碍,有利于保护岩心的原状性;所用底喷式钻头孔底冲洗效果好,降低了钻头“泥垫”现象对钻进速度的影响。该钻具操作方便,使用成本低廉,有望在我国现行绳索取心机台推广应用,具有较强的普适性和广泛的应用前景。 相似文献
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《煤田地质与勘探》2021,(4)
近年来,国内外对复杂地层绳索取心钻具的研究取得了长足进步,但是未能很好解决卡心构件对岩心入管的阻碍和底喷式钻头易产生"泥垫"现象,从而影响取心质量和钻进效率的关键技术问题。以普通S95绳索取心钻具为研究对象,通过在内管里增设0.7mm厚度的不锈钢衬管,封隔卡簧等卡心构件装置,增加底喷式钻头水孔数量并增大水槽体积,设计可供选择的发夹式和卡簧式岩心提断器等技术改造,研制一款用于复杂地层钻进,具备隔水、隔卡、自动锁心的三层管绳索取心钻具。选用发夹式岩心提断器在水敏性强的破碎地层中试验,平均回次进尺1.13m,获取岩心采取率94.48%,对比附近同类地层钻孔的岩心采取率提高了50%以上;选用卡簧式岩心提断器在裂隙发育的泥质地层中试验,卡簧卡心如同普通钻具上的卡簧一样可靠。试验结果表明:用衬管封隔卡心构件的取心技术方案可行,解决了卡心构件对软弱松散岩心入管的阻碍,有利于保护岩心的原状性;所用底喷式钻头孔底冲洗效果好,降低了钻头"泥垫"现象对钻进速度的影响。该钻具操作方便,使用成本低廉,有望在我国现行绳索取心机台推广应用,具有较强的普适性和广泛的应用前景。 相似文献
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为了解决普通取心钻具在软弱、松散性复杂地层钻进中的取心问题,降低堵心、磨心概率,提高钻进回次进尺长度和岩心采取率,研制了安装在普通S95绳索取心钻具上的一种新式岩心提断器。该岩心提断器是利用女性头饰发夹卡取软弱、松散岩心,其构件由发夹、发夹座、发夹室组成,无须通过铆焊工艺固定,可在施工现场由手工借助一种发夹装配器进行组装。在某勘查区3个钻孔中进行了试验,试验孔段总进尺45.11 m,平均回次进尺1.16 m,平均岩心采取率91.42%。试验结果表明:该岩心提断器与底喷式钻头及“引心管”配合使用,能够在软弱、松散性破碎地层大幅度提高回次进尺量、岩心采取率及取心质量,解决了试验前应用普通绳索取心钻具,在钻遇松软夹石、水敏性强的复杂地层中岩心采取率不足30%的难题。用发夹卡取软弱、松散岩心的方法与类同现有技术中簧片的卡心方法比较,更具经济性、灵活性和普适性。其应用领域不限于矿山地质,还可拓展到水文地质、工程地质及环境地质的岩心钻探,具有广泛的应用前景。 相似文献
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将野外采集或实验室合成的岩石样品制备成小尺寸柱状岩心样品,是进行地质学岩石高温高压物性实验的重要环节.岩石样本的脆硬性和成分不均匀性严重影响常规岩石磨削取心加工过程的稳定性和取心质量.将取样工具的旋转超声振动与岩石磨削加工过程相结合,并通过气动系统实现岩石样本在竖直方向上的柔性进给,所研制的台式旋转超声岩石取心装置可实现实验室小尺寸柱状岩心样品的高精度自动磨削取心加工过程.多种不同地质材料的取心测试结果表明,该装置能进行不同硬度岩石样品的高效率和高质量小直径取心加工,满足地质学高温高压实验的高标准制样需求. 相似文献
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基于煤矿井下陷落柱、小断层等地质异常体精确探查对漏失地层近水平孔取心钻进的迫切需要,采用双壁水力反循环连续取心技术进行井下地质异常体探查,分析其技术原理及特点,研制配套的ø89/42 mm双壁取心钻杆和反循环取心钻头,并在某地面矿山进行功能性试验,共施工完成3个近水平取心钻孔,单孔最高取心率为83.6%,最大回次进尺69 m,平均钻进效率为3.61~6.26 m/h。针对漏失地层冲洗液漏失严重的问题,提出双壁取心钻具的结构改进优化方案,采用改进后的取心钻具岩心上返通道返水流量和流速大幅提升,最后指出该套反循环取心施工中出现的钻孔环空排渣及岩心卡堵问题并提出了针对性的解决方案,包括采用正反循环排渣法解决钻孔环空排渣问题和采用中心通道打水解卡方法解决岩心卡堵问题。试验表明:该套双壁取心钻具满足煤矿井下地质异常体探查的施工需要,为煤矿井下地质异常体探查提供新的技术途径。 相似文献
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环境科学钻探取样技术研究 总被引：16，自引：0，他引：16
为了给环境科学研究提供地下的真实原状样品,研究了具有国际先进水平的射流式取样技术、液压快速压入取样技术以及环保型钻井液。在新疆罗布泊、吐鲁番和北京周口店等地进行钻探实验,实验结果表明：射流式取心技术在采心过程中能有效地减少钻具的振动,防止岩心自磨,提高卡取岩心的可靠性,从而显著地提高岩心的采取率;液压快速压入取样技术适用于松散地层,能快速压入地层,土心采取率高,并且土心样品的原始结构完整、代表性强;环保型钻井液具有优良的综合性能,低滤失性、强抑制性和优良的润滑性,能有效保护孔壁的稳定性和松散岩心的完整性,起到既护壁又护心的作用,同时对环境无污染。 相似文献
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对于井深100m的海砂地质钻探,不下套管,一径到底,直接在松散无胶结的砂质沉积地层取心钻进,大大降低了劳动强度和提高了生产效率。在黄海某砂矿岩心钻探调查项目中,易产生孔壁坍塌、岩屑返不出孔口、涌砂、卡钻等严重问题。通过解决施工中遇到的问题,总结了井深100m的海洋砂矿钻探工艺技术,以及孔内事故的防治措施,为后续工作提供了技术参考。 相似文献
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在松散、松软、破碎等复杂地层钻进时,与常规取心技术相比,割心技术能够获得更高的岩心采取率。国内外研发的割心钻具主要包括双动双管、单动双管和绳索取心割心钻具3种,钻具研发的关键点主要包括岩心爪结构设计和加压方式选择。从钻具研发情况看,三角形岩心爪具有良好的闭合性能,液力加压能够实现对割心压力的准确控制,绳索取心割心钻具钻进效率较高,但研发难度相对较大。本文详述了国内外割心钻具的结构设计特点及取心操作流程,分析了钻具设计原理的优缺点,提出了割心钻具发展趋势,为割心钻具的优化设计奠定了基础。 相似文献
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针对近水平孔地表岩心钻探施工项目的相关技术要求,利用现有的CS1000P6L型地表岩心钻机和常用的绳索取心钻具,设计和改进了绳索取心内管总成的投放与打捞装置,实现了地表岩心钻孔倾角接近零度的情况下普通绳索取心工艺的正常工作。与普通的提钻取心相比,大幅提高了工作效率,节省了购置特定的钻杆、绳索取心钻具及打捞器具等费用。经改进的输送装置结构简单、性能可靠、成本低廉,操作简单易行。经过野外生产实践验证,该装置实现了预期的目的和效果,达到了地质要求,积累并丰富了地表近水平孔岩心钻探施工的经验。 相似文献
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提高复杂地层取心质量的新型钻具 总被引：1，自引：0，他引：1
地质勘探钻进的主要任务是可靠准确地获取有代表性的地层岩芯样品,然而,在复杂地层中,现有的钻探方法很难获得有代表性的高质量岩芯样品.本文介绍了一种双管强制取芯新型钻具.论述了其工作机理,对其关键机构的设计进行了分析探讨,并归纳出新型钻具的主要技术特征,生产试验表明,该新型钻具能够显著提高复杂地层的取芯质量,应用前景广泛. 相似文献
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There was a famous saying by Sage Archimedes over 2,000 years ago that giving him a long enough lever and a fulcrum, he would tilt the entire earth. As an old driller, I propose another non‐famous saying that giving me a chance to drill a coring hole, and I will create a telescope to insert the deepest earth for you. Nowadays, drilling is one of most significant methods to collect samples from the deep earth. Those samples are extremely important for geoscientists to focus on the dynamic evolution of deep earth. Therefore, drilling engineering is thought to be inseparable for the geosciences. Unfortunately, some young geologists, especially students majoring on geology, have no meanings of what the drilling is, and of the importance for their geological researches. In this case, education popularization drilling knowledge should be strengthened in future. And we hope that sufficient attention of drilling engineering will be taken by geologists in the world. Moreover, in order to obtain high‐quality cores by various coring drilling methods. Drilling techniques and special coring tools must be continuously developed to successfully perform with regard to a variety of complex geological conditions. We have developed coring tools these years as follows: Splitted core barrel Triple tube coring drill tool, Advanced tube coring tool, Vacuum suction coring tool, Shock‐type coring tool, Long core barrel coring tool, WL‐drilling system with hydro‐hammer, WL‐drilling system with mud motor. These new coring tools have played a very important role in China's scientific drilling program. All in all, without advanced drilling technology, pickup of high quality samples from the deep Earth and geological research on the dynamic evolution will be restricted. 相似文献
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在硬、脆、碎地层取样过程中,使用常规取样钻具取样常会出现取心率低、岩心品质差的现象,为此特别设计了密闭胶体取样工具。在内蒙古野外现场实践过程中取心率提高至85%以上,获得了良好的效果。介绍了钻具的结构和设计原理,及其野外生产试验效果。 相似文献
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共和干热岩资源富集于花岗岩地层,硬度高,研磨性强,部分层段裂隙发育,取心困难。针对干热岩地层和取心需求特点,研制一套KT178取心钻具,并配套设计了孕镶金刚石取心钻头。该钻具为单动双管取心钻具,可配套井底动力钻具使用,设计中注重对钻具外管、卡簧等关键部件的强度校核。在GH-01井和GH-02井中,经过两轮实验和优化,钻具逐渐成熟,获取了较完整的岩心样本,满足干热岩勘探取心要求,具备了向页岩气、水资源勘察等具有间断取心需求的同类工程推广应用的条件。 相似文献