深厚覆盖层绳索取心钻探工艺实践

山西省清徐县测区（清徐县幅、徐沟幅）1：5万区域地质调查项目ZK03钻孔设计孔深3000 m,要求全孔取心,岩心采取率≮85%,岩心直径≮60 mm,采取原状岩样。针对深厚覆盖层、大直径高保真全孔取心等难题,通过分析所钻地层特点、可能存在的孔内事故、应用CHD127型绳索取心钻具、优化钻具结构、采用稳压钻进技术、加强现场泥浆使用管理等多措并举,创新性探索出“水源钻机+绳索取心+长裸眼孔段”工艺,高质量完成了施工任务。现场实践表明,深厚覆盖层连续取心施工使用“水源钻机+绳索取心”工艺要优于立轴式岩心钻机;绳索取心钻具内管加PVC管可以满足岩样保真及采取率要求;高质量低固相泥浆性能可以实现深厚覆盖层全裸眼钻进。“水源钻机+绳索取心+取心钻具内衬PVC管”工艺可以在岩土工程勘察、中硬以下岩层水文地质孔、煤层气勘探深孔中推广应用。     

机械水源钻机自动化升级的研究及应用

传统水源钻机的加压送钻等操作受到操作者经验的影响较大,工作环境和安全条件也较差。为更好地满足中深层地热井施工的需求,对现有一台TSJ-3000型水源钻机进行了自动化升级改造。增加了司钻房;运用伺服控制系统,实现触感式摇杆提钻下钻功能和自动恒压送钻功能;采用自动传感式换挡模组,在司钻房内实现快速换挡、变速,使司钻房远离钻机转盘;采用工控屏触摸方式集成现场主要电柜控制器;实现了自动化和手动操作两个独立的操作系统。现场试验和应用表明,自动化升级后钻机运转参数能够实时监控和集中显示,为判断、预防井内事故提供科学依据;能满足3000 m水源钻机钻具悬重800 kN条件下的提、下钻工况需求,钻进效率比改造前提高了61%;降低了劳动强度,改善了操作环境。本项目顺应了钻探设备自动化、数字化、智能化发展趋势,具有良好的应用前景。