西藏甲玛3000m科学深钻施工技术方案

西藏自治区甲玛铜多金属矿床3000 m科学深钻项目是青藏高原固体矿产调查领域首个3000 m科学钻探项目,该项目的实施将详细揭示3000 m以浅地层的蚀变与矿化信息,为成矿理论研究及深部勘查模型的建立提供坚实的基础。根据项目的施工目的,结合现场前期踏勘、矿区地质情况等因素,采用HXY-8VB型岩心钻机配套K型钻塔,5级钻孔结构,常规提钻取心、绳索取心扩孔、常规绳索取心多种钻进工艺,为提高钻探效率和钻探质量提供保障。     

辽宁丹东3000m科学深钻施工技术

辽宁丹东3000 m科学深钻项目是国家重点研发计划“辽东/胶东矿集区深部矿产勘查与增储示范”项目下设子课题的核心任务工程。本文介绍了辽宁丹东3000 m科学深钻的施工概况及其应用的多项关键技术。通过采用HXY-8VB改进型变频立轴钻机、加长钻具配套防堵内管及快速打捞矛等新机具,开展高效金刚石取心钻头研究及应用,进行深部地质钻探钻进过程流式大数据分析与动态预处理系统的应用,优质高效的完成了全部钻探施工任务,创造了辽东地区非煤固体矿产勘查第一深孔纪录。为验证该地区成矿条件,评价区域3000 m以浅金资源潜力提供了有力支撑,同时,也为特深孔钻探施工提供了技术借鉴。     

耐高温环保型冲洗液体系在西藏甲玛3000 m科学深钻中的应用研究

西藏甲玛铜多金属矿床3000 m科学深钻是青藏高原固体矿产调查领域首个3000 m深钻,终孔孔深3003.33 m,终孔孔径98 mm,创造了青藏高原小口径固体矿产勘查领域最新的孔深纪录。项目位于西藏甲玛海拔5200 m高山深切割区,自然气候恶劣,项目施工环保要求严格,深部地层温度高,地层复杂,主要表现在水敏性强、破碎严重和地应力高,施工难度极大。针对环保及地层问题,通过对粘土、环保降滤失剂、环保增粘剂、环保抑制剂等处理剂进行实验对比,采用正交实验的极差分析法得到了各项指标所对应的水平的影响大小和优化水平取值,确定了冲洗液的优化配方范围,成功研发了一套耐高温环保型冲洗液体系。现场应用取得了良好的效果。     

绳索取心液动锤在中国岩金勘查第一深钻的应用和最新进展

在中国岩金勘查第一深钻ZK96-5钻孔的深部施工中,应用绳索取心液动锤技术在破碎复杂地层中钻进,增加回次进尺,提高时效,延长钻头寿命;在比较完整地层中提高钻速,减少辅助时间,体现了绳索取心液动锤技术的优越性,目前3911.34 m的使用深度创造了绳索取心液动锤适应孔深的最新记录。对绳索取心液动锤在深部钻进的优势和易出现的问题进行了分析总结。     

山东招远大尹格庄3000 m科学钻探施工技术

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。     

湘南3000 m科学深钻孔内事故处理及对策

湘南3000 m科学深钻为湖南首个3000 m地质岩心钻探特深孔,位于复杂褶皱转折带,钻遇了粘土缩径、全孔漏失、水敏性坍塌缩径和垂直节理发育坍塌等多种复杂地层,发生多次孔内事故。针对卡钻和塌孔等主要孔内事故,优化钻孔结构、冲洗液体系和钻具组合,采用侧钻绕障、循环捞砂、成膜冲洗液护壁和水泥浆护壁等多种技术措施,有效应对施工中的各种难题。终孔孔深3008.93 m,平均岩心采取率98.16%,实现了预期目标,为该区深部矿产成矿理论研究及资源勘查,提供了合格的地质钻孔和实物岩心资料。     

金川科学深钻预导孔钻井液技术研究

金川科学深钻预导孔为大陆科学钻探选址与科学钻探实验中的钻探项目之一。设计钻孔深度为2000～2500 m,主要采用S122、S95和S75绳索取心钻进技术。考虑深部钻探以及绳索取芯小环隙特点以及金川矿区复杂地层特点,钻井液成为重要的技术设计环节。本文对金川预导孔泥浆体系和性能指标的设计方法进行了论述,重点研究了深孔小环隙泥浆循环的特点和复杂地层条件下绳索取芯工艺适应性问题;论文还针对该矿区坍塌和漏失地层的护壁方案进行了预案设计。     

川西甲基卡锂矿3000 m科学深钻施工技术

川西甲基卡锂矿3000 m科学深钻位于青藏高原中北部的松潘甘孜造山带,采用绳索取心钻进和绳索取心液动冲击回转钻进、硬岩地层金刚石钻头优选、加长型内涂层内管和改进型打捞器、环保型无固相聚合物冲洗液技术等关键技术,终孔孔深3211.21 m,创造了高原地区小口径固体矿产勘查孔深新纪录和当时全国同类型钻孔施工效率纪录。对甲基卡伟晶岩锂矿成矿模式、成矿机制的理论创新,具有重要的科学意义,也为高原地区深部钻探施工提供了借鉴。     

SinoProbe-05深部探测项目钻探技术问题总结与对策研究

为满足深部找矿和地球科学研究的需要,近几年,深度超2000 m钻孔数量在不断更新,岩心钻探深度记录也在不断打破。深部钻探由于科学目标更高、钻遇地层更多,压力层系复杂、钻进时间更长等客观实际,对钻探装备、工艺技术和管理提出了新的要求。针对不同地域和区块,深部钻探均有不同的典型难点问题和技术挑战性。SinoProbe-05深部探测项目自2009年启动以来完成了西藏罗布莎、甘肃金川、云南腾冲、安徽庐枞、安徽铜陵和于都赣县等钻探任务,通过集成该深部探测项目过程中的技术问题,从装备、工艺、材料到机具等10个方面总结了该深部探测项目的成果,并结合近几年国内其他深部钻探项目一些经验,进行了策略研究和风险规避探索。     

赣州科学钻探NLSD-1孔施工技术研究与实践

赣州科学钻探NLSD-1孔是大陆科学钻探选址预研究项目6个钻孔之一,该孔地层复杂,自然弯曲严重,采用高粘度、高密度泥浆绳索取心钻进,全孔轨迹实现人工受控,施工难度大。详细介绍了该孔施工技术及创新成果,对施工过程中的经验与教训进行了总结,并提出了对深部钻探施工技术的体会与认识。     

深部地质钻探钻进过程流式大数据分析与动态预处理——以辽宁丹东3000 m科学钻探工程为例

深部地质钻探钻进过程数据价值密度低,传统方法难以在钻中流式大数据条件下有效去除尖峰、毛刺等各类钻进过程数据噪声。本文提出一种深部地质钻探钻进过程流式大数据分析与动态预处理方法,并成功应用于辽宁丹东3000 m科学钻探工程。首先,深入分析过程工艺和数据处理需求,建立深部地质钻探钻进过程流式大数据分析与动态预处理框架结构;然后,运用限幅滤波结合过程数据分布特征、司钻/机长人工操作经验去除过程数据中的离群值;接着,引入滑动窗口策略对流式钻进大数据进行动态处理,在每个窗口中运用Savitzky Golay滤波进一步提升数据质量。仿真实验和工程应用结果验证了本文方法具有很好的工程适用性和有效性。     

科学钻探选区预导孔钻探技术方案设计、组织实施与随钻研究

“科学钻探选区预导孔钻探技术方案设计、组织实施与随钻研究”作为深部探测项目五综合研究课题的专题,旨在配合地球科学研究,在现有技术水平所能达到的最大深度条件下,以尽可能低的成本采用最先进、最安全的钻探技术方法,获取尽可能多的地下信息,以满足科学目标的严格要求。该项目的实施主要以提高深部钻探效率和质量为目的,是在其他地质调查和地球物理方法基础上,分别针对条件成熟的选区6~7口先导孔的科学钻探展开针对性的技术方案设计,包括对不同目标钻孔进行钻孔结构的优化设计、工艺优化设计以及对钻探成套设备进行科学配置,不断探索提高工作效率、保证工程质量、减少孔内事故、提高岩心采取率。因而,其对地球科学研究目标能否实现将起到决定性作用。文章综述了该项目的实施情况,并介绍了项目所取得的阶段性成果。     

深地科学与深地工程技术探索与思考

21世纪的深地科学进入了新的发展阶段,深地科学规律尚未探明,深部工程活动普遍存在着一定程度的盲目性、低效性和不确定性,地球深部内源动力、结构演变规律、致灾机理等仍待进一步认知。因此首先从地球科学的视角定义了深地科学：以地球浅层以深的深层和超深层为研究对象,旨在探索地球不同层圈和不同赋存深度(深层和超深层)科学奥秘;理清了深地科学与地球科学的区别与联系：即深地科学是在已知地球科学知识体系上的延伸,是拓展科学视野、深化地球认知的国家战略科技方向,包含于地球科学;定义了深部与深地工程科学的本质：即针对现有浅部工程的科学规律与技术无法适用于深部工程的难点,探索深部工程相关科学规律,突破深部工程关键基础科学问题,匹配人类在深部工程活动中的地灾防控需求,进而指导深部资源安全高效绿色开发、深部工程空间有效利用。提出深地工程技术定义,即指人类为利用地球、开发地球所需要的工程实施技术与装备,为探索深地科学规律、开发深地工程必需的理论与技术手段。最后,进一步明确了深地科学的研究内容与规划,以及深地工程技术内涵与攻关方向(即深地工程岩土力学与灾变机理、超深井智能建造与能源资源高效开采、深地隧道与巨型洞室群智...     

威海地区3000m深部地热钻探关键技术的应用与分析

“山东省文登-荣成-威海地区深部地热资源调查”项目是“山东省2018年度38个省直地质勘查项目”之一,总体目标是通过小口径深部钻探技术来完成3000 m测温孔的施工,为地热地质调查、钻孔测温、岩心热物性及放射性元素含量测试等工作提供通道和具体实物资料。本文结合3000 m小口径地热探孔的施工进程,系统介绍了该深孔的钻孔结构、施工设备、钻探工艺方法及关键技术等内容,重点针对严重破碎带、高应力复杂地层条件的泥浆技术、深孔钻头技术等展开了试验对比和分析研究,采取针对性技术措施,成功地解决了孔内复杂难题,配套研究的长寿命高效钻头提高了钻孔施工效率,减少了钻探成本投入。论文还探讨了深孔地热钻探的“现场标准化建设和绿色施工”管理方法。     

科学深钻扩孔钻头及钻进技术研究

阐述了科学深钻扩孔钻进的必要性,重点探讨了科学深钻的扩孔钻进工艺技术及其所用扩孔钻头、钻具的选型及结构设计,并提出了超万米深孔科学钻探扩孔钻进的工艺及钻头、钻具的设计。     

西藏罗布莎科学钻探施工对深部钻探技术的启示

通过对西藏罗布莎科学钻探施工过程中遇到的技术问题进行分析,阐明深孔钻探施工中经常遇到或需要深入思考的技术问题,总结并提出了对复杂地层施工的经验和解决思路。     

“中国岩金勘查第一深钻”已入地3000m

《中国矿业报》消息(2012-05-12)由山东地质三队在莱州施工的"中国岩金勘查第一深钻"ZK96-5钻孔日前已钻深3000.23 m。据悉,这次科研钻探共在莱州三山岛西岭矿区布设了3个钻孔,分别是ZK96-4、ZK96-5、ZK112-1。其中ZK96-4、ZK112-1设计钻孔深度各为3000 m,ZK96-5设计钻孔     

我国铀矿第一科钻在相山开钻 设计钻深2500m

《中国矿业报》消息(2012-08-04)由中核集团核工业北京地质研究院承担的我国铀矿第一科学深钻日前在江西相山地区正式开工,这标志着我国铀矿地质勘查工作由地表浅部向深部迈出了实质性步伐。据了解,相山科学深钻项目是国家国防科技工业局批复下达的核能开发科研项目,将完成一个2500 m深的科学钻     

科学深孔复杂地层钻进技术难题与对策

介绍了在复杂地层科学深钻施工时遇到的困难和问题,主要包括破碎地层钻进问题和强缩径地层钻进问题,讨论了解决这些技术难题时采取的应对技术方案和措施,涉及取心钻进工艺方法和器具、钻机、泥浆体系以及极破碎、强缩径地层的特殊钻进、固井工艺和器具。     

科学深钻金刚石钻头的结构与性能分析

从分析科钻一井的岩石性质、钻进方法以及钻头的使用情况入手,对科学深钻用金刚石钻头的性能与结构做了较深入的研究与探讨,提出了新型金刚石钻头的结构设想和可实现的性能指标,为今后在硬岩中实施大口径、取心钻探提供钻头设计的理论依据和研制工艺方法.