浅析岩心钻探技术

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探矿工程岩心钻探技术的发展与创新

探矿工程岩心钻探技术的发展与创新

220探矿工程岩心钻探技术的发展与创新周 涛(甘肃省有色金属地质勘查局天水矿产勘查院,甘肃 天水 741024)摘 要:随着社会经济的高速发展以及城市化建设的持续深入,社会已经进入到了全新的发展进程中,这也为各大社会行业的发展起到了良好的促进作用,而在这种背景下,社会各界对于矿产资源的需求量也在逐步提升,这也在潜移默化之间提高了对于钻探技术所产生的要求。

如果仍旧在其中采用传统的钻探技术,不仅很难满足现代钻探工作开展的基本需求,还会降低整体钻探效率以及钻探质量,所以,这就需要科学合理的引入岩心钻探技术,确保基本的钻探施工质量不会受到影响。

因此,文章首先对地质岩心钻探技术的基本概述与主要发展趋势加以明确;其次,对探矿工程岩心钻探技术存在的问题与引发原因展开深入分析;在此基础上,提出探矿工程岩心钻探技术的发展与创新。

关键词:探矿工程;岩心钻探技术;存在的问题;发展创新中图分类号:P634 文献标识码:A 文章编号:1002-5065(2023)17-0220-3Development and Innovation of Core Drilling Technology in Exploration EngineeringZHOU Tao(Tianshui Mineral Exploration Institute of Gansu Nonferrous Metals Geological Exploration Bureau,Tianshui 741024,China)Abstract: With the rapid development of the social economy and the continuous deepening of urbanization construction, society has entered a new development process, which has played a good role in promoting the development of various social industries. In this context, the demand for mineral resources from all sectors of society is gradually increasing, which also subtly increases the requirements for drilling technology. If traditional drilling techniques are still used, it will not only be difficult to meet the basic needs of modern drilling work, but also reduce the overall drilling efficiency and quality. Therefore, it is necessary to scientifically and reasonably introduce core drilling techniques to ensure that the basic drilling construction quality is not affected. Therefore, the article first clarifies the basic overview and main development trends of geological core drilling technology; Secondly, conduct in-depth analysis of the problems and causes of core drilling technology in exploration engineering; On this basis, the development and innovation of core drilling technology in exploration engineering are proposed.Keywords: mineral exploration engineering; Core drilling technology; Existing problems; Development and innovation收稿日期:2023-06作者简介:周涛,男,生于1990年,汉族,陕西城固人,本科,工程师,研究方向:探矿工程。

深孔岩心钻探技术探讨

深孔岩心钻探技术探讨

深孔岩心钻探技术探讨一、深孔勘探的意义1、是国民经济发展的需要。

2、是科学研究的需要。

3、是“攻深找盲、探边摸底”新一轮找矿的需要。

4、是危机矿山获得新生的必由之路。

5、是地勘队伍“跨越式”发展的大好机遇。

二、深孔定义根据国土资源部最新颁发的《岩心钻探规程》对深孔的划分为:孔深小于300M为浅孔;孔深300—1000M为中深孔;孔深1000—3000M为深孔;孔深3000M以上为特深孔。

b5E2RGbCAP三、国内外完工深孔实例1、德国KTB先导孔3893M<φ152)。

2、美国夏威夷科钻孔3519.5M<φ98)。

3、南非金矿勘探孔5422.76M<φ80)。

4、中国大陆科钻一井5158M<φ95)。

5、安徽313队铁矿勘探孔2706.68M<φ77)。

6、山东钾盐大队钾盐勘探孔2603.86M<φ62)。

7、辽宁冶金402队铁矿勘探孔2522.09M<φ75)。

8、河北四队铁矿勘探孔2185.12M<φ75)。

9、山东六队金矿勘探孔2401.12M<φ75)。

10、山东三队金矿勘探孔2440.91M<φ75)。

11、山东三队正在施工的山东莱州ZK96-5孔,设计孔深4000M。

四、设备与机具的选用1、钻机<1)国产立轴式钻机:XY-5、XY-6、XY-8、HXY-9B。

<2)国产全液压钻机:YDX-3、YDX-1800、HYDX系列、XD-5、XD-6、FYD-2200。

p1EanqFDPw<3)进口全液压钻机:LF-70、LF-90、LF-230、CS1000P6L。

2、水泵:衡阳BW250型、BW300型、BW320型、河北永明NBB260/7型。

3、钻塔:13M人字塔、17M四角塔、23M四角塔、23MA字塔。

4、管材:<1)优选进口Q系列钻杆。

<2)选择国内45MnMoB或XJY850高强地质管材。

资源勘探中地质岩心钻探技术的应用探析

资源勘探中地质岩心钻探技术的应用探析

资源勘探中地质岩心钻探技术的应用探析摘要随着我国社会经济的快速发展,对资源和能源的需求不断增加,地质资源勘查的技术标准也越来越严格。

其中,地质岩心钻探技术是一项关键技术,具有许多独特的优点,并得到了广泛的应用。

本文简要分析了地质岩心钻探技术及其在资源勘探中的应用,并且为今后的相关工作提供可靠的参考。

关键词资源勘探;地质岩心钻探;技术应用矿产资源在我国经济发展中发挥着重要作用,是社会经济可持续发展的物质保障。

地质岩心钻探技术也是矿产资源勘查的主要技术。

在提高矿产资源勘查精度的同时,可以大大提高矿产资源利用效率,提高矿产资源勘查质量。

地质岩心钻探由于其自身的技术优势,在煤矿、冶金、化工等行业得到了广泛的应用,应用前景广阔,发展空间巨大。

1 地质岩心钻探技术的概述及发展概况1.1 地质岩心钻探技术的概述目前,地质岩心钻探技术主要有两种类型,分别是:第一,反循环连续核钻探,这种钻探技术是世界上最先进的技术之一,在我国的应用还很少。

近年来,随着我国地质矿产勘查业的开放,许多外国投资者进入了这一领域,他们大多采用了这种地质钻探方法。

外商投资我国主要是勘探地质资源,为此,我国投资者在我国进行了大规模的地质勘探,采用了逆周期连续地质岩心钻探方法,提高了学习技术的速度,节省了很多学习费用。

第二是绳索取心法。

在反循环连续地质岩心钻探方法出现之前,该方法在世界地质勘探方法中得到了广泛的应用,它也是我国地质勘查中应用最广泛的勘探技术之一。

勘探技术已有50多年的应用和发展,它为世界地质资源的勘探做出了巨大贡献。

与反循环连续地质岩心钻进方法相比,该技术的有效性和勘探成本较低,这项技术所提供的地质资源质量相对较高,也使地质核心分析人员更加满意[1]。

1.2 地质岩心钻探技术的发展概况十九世纪末,我国开始采用地质岩心钻探技术。

钻探设备和技术主要是从国外引进的,研发的独立性相对较弱。

20世纪50年代以来,我国已开始研究地质岩心钻探技术,并取得了一定的成果。

岩心钻探技术分析

岩心钻探技术分析

岩心钻探技术分析岩心钻探技术对于资源勘探开采有着重要的意义,我国的岩心钻探技术起步较晚,笔者参考多方面资料,对岩心钻探设备及技术的发展进行简单的介绍,并回顾了岩心钻探技术的发展历程,望能对我国岩心钻探技术的发展献出微薄之力。

标签:岩心钻探资源开发钻探工艺岩心钻探技术在资源勘探技术中具有直接从地下取出岩矿实物的特点。

钻探技术对于人类资源的开发与发展有着重要的意义。

本文简单的概况了岩心钻探技术的发展历程,并阐述了岩心钻探技术的发展水平及应用。

望能对我国岩心钻探技术的不断发展,提供一定的参考。

1岩心钻探技术的发展历程早在18世纪,以人力驱使的天然金刚石钻头与岩心钻机便投入资源勘察工作中,之后由蒸汽驱动代替人力,20世纪初,液压技术逐渐应用在岩心钻探技术中,此时还设计出了具有调速功能的变速箱,钻探技术趋向成熟。

20世纪中叶,随着科技的进步液压部件的质量得到提高,静液压传递技术的问世,全液压驱动及动力头式钻机的出现,再一次推动了岩心钻探技术的发展。

从岩心钻探技术的发展历程来看,从开始的人力驱动到之后的液压传动再到智能化发展。

孔底动力钻具也随者不断的发展,目前钻探技术以具有较高水平。

19世纪中叶,使用最多的钻头是金刚石钻头,造价较高,之后铁砂钻进取代了金刚石钻头,在20世纪初逐渐开发使用了硬质合金技术。

直到1954年世界上第一颗人造金刚石问世,金刚石再一次成为岩心钻探的钻头材料。

我国的岩心钻探技术起步较晚,在20世纪中叶,才向苏联引进了把给式钻机。

在引进之后我国便展开了大力的研究与改造,不断吸取先进的技术,并实现了自行设计与制造。

在岩心钻探技术钻机的发展中,我国先后制造了YL、XY、CS等型号岩心钻机。

特别是在70年代引进人造金刚石钻机技术,很大程度上促进了我国制造业的发展与地质岩心钻机的研发。

80年代我国矿产市场的需求基本得到满足,并实现对外出口。

90年代时,由于国内的液压技术尚不成熟,因此研制的全液压动力头式钻机并为取得良好效果。

采矿业中的矿产勘查钻探与岩心分析

采矿业中的矿产勘查钻探与岩心分析

采矿业中的矿产勘查钻探与岩心分析在采矿业的发展过程中,矿产勘查钻探与岩心分析是不可或缺的重要环节。

通过矿产勘查钻探与岩心分析,我们可以了解矿石分布、矿物成分、地质构造等信息,为矿石的开采提供科学依据。

本文将介绍矿产勘查钻探与岩心分析的具体意义,钻探技术和岩心分析方法。

矿产勘查钻探是指通过钻机、钻具等设备在地下深处进行钻探,获取地质信息的过程。

矿产勘查钻探主要包括地质钻探和地球物理勘探两个方面。

地质钻探是一种直接获取地质样本的方法,通过岩心的提取和分析,可以了解地层的成因、构造、矿产资源的储量等信息。

地球物理勘探是一种通过观测地球的物理现象,如地震波、电磁场等来推断地下地质结构的方法。

矿产勘查钻探广泛应用于石油、天然气、金属矿、非金属矿等领域。

钻探技术是实施矿产勘查钻探的重要工具和手段。

钻机、钻具等设备的不断改进和创新,使得钻探技术在矿产勘查中发挥了更为重要的作用。

目前,常用的钻探技术有旋转钻探、循环钻探和往复钻探等。

旋转钻探是通过钻机将钻具旋转下沉,使其在地下形成孔洞的过程。

循环钻探是通过泵送钻井液,将岩屑从孔洞中排出的过程。

往复钻探是通过钻机将钻具上下运动,达到钻孔的目的。

这些钻探技术可以根据不同地质条件选择使用,提高钻探的效率和质量。

岩心分析是从钻孔中提取的岩石样本进行物理、化学、地质学等多方面分析的方法。

岩心分析可以了解矿石的成分、结构、孔隙率、抗压强度等信息。

常用的岩心分析方法有岩心切片观察、物理性质测试、化学成分分析等。

岩心切片观察是将岩心样本切片后,在显微镜下观察其组成和结构。

物理性质测试包括磁性测试、密度测试、抗压强度测试等,通过这些测试可以了解岩石的物理性质和机械性能。

化学成分分析是通过测定岩心样本中不同元素的含量,了解岩石的化学特性。

矿产勘查钻探与岩心分析在采矿业中具有重要意义。

首先,它可以帮助确定矿石资源的分布和储量。

通过矿产勘查钻探和岩心分析,可以了解地下矿石的分布情况,判断矿石的储量和开采价值。

地质岩心钻探技术及在资源勘探中的应用

地质岩心钻探技术及在资源勘探中的应用

地质岩心钻探技术及在资源勘探中的应用摘要:本文主要介绍了地质岩心钻探技术以及它在资源勘探中的作用,最后又介绍了地质岩心钻探技术的发展趋势。

关键词:地质岩心钻探技术;资源勘探;发展地质岩心钻探技术可以说是目前在资源勘探中最为重要的一种勘查技术,它在资源勘查中的作用是极其巨大的,并且相信随着它的发展会取得更大的突破。

1地质岩心钻探技术概述地质岩心钻探技术是指从钻孔到达不同深处,取得地质岩心、矿样等进行专业分析研究,用来作为基层地质作业的数据。

我国从19世纪末期开始采用地质勘探技术。

当时主要设备是从国外引进。

到上世纪50 年代我国开始自主研发地质岩心钻探机。

就目前我国广泛应用的钻探技术来讲,依旧沿用上世纪80年代的设计,技术相对落后,而且其核心部件要靠国外进口,成本较高。

而最新的钻探设备,在我国并没有被广泛应用。

虽然许多先进的技术在我国已经开始学习,但仍没有得到广泛推荐。

我国的钻探技术虽然得到了国家相关政策的大力支持,却并没有取得实质性进展,行业发展缓慢,钻探过程中由于地质钻探技术的落后而导致的问题时有发生。

所以,想要解决我国钻探技术目前所面临的难题,就要加大力度推广钻探新技术,引进国外先进理论,提高我国钻探技术水平,最终全面提高地质钻探技术水平。

目前我国的资源相对紧缺,资源问题成为制约我国经济发展的重要因素。

国家为了提高矿产资源的开采,投入了大量人力物力,设立探矿专项基金与地质勘探基金。

近年来,随着国家政策的落实,很多企业踊跃进入地质钻探行业,进行积极投资。

使得地质钻探工作量大幅度加大,更加凸显出钻探技术与设备上的不足。

2 地质岩心钻探技术在资源勘探中的应用钻探技术在我国资源勘探领域做出过重大贡献,并且一直发挥着及其重要的作用。

从新中国成立到如今,遍布全国共发现有171种不同矿石。

其中有140 多种都不同程度地使用了地质钻探技术。

地质钻探技术为我国对资源的需求提供了有力保障。

随着“十五”对地质勘探工作的重视,我国的地质钻探事业迎来了一个强劲的发展期。

地质岩心钻探技术及在资源勘探中的有效运用

地质岩心钻探技术及在资源勘探中的有效运用

地质岩心钻探技术及在资源勘探中的有效运用地质岩心钻探是地质勘探过程中的重要环节,同时也是资源勘探工作不可或缺的一部分。

地质岩心钻探技术水平、应用实效,在很大程度上关系着矿产资源的开发,因此应当加强技术应用和改进。

本文将对地质岩心钻探技术进行分析,并在此基础上就其在资源勘探过程中的应用,谈一下自己的观点和认识,以供参考。

标签:资源勘探地质岩心钻探技术应用研究在现代矿产资源勘探过程中,地质岩心钻探是一种非常有效的勘探技术手段。

经历了几个世纪的发展和探索,直到上世纪六十年代,我国才研发出具有自主品牌的岩心钻探机械设备。

目前国内所采用的岩心钻探技术,依然沿袭着上世纪八十年代的技术手段,所以技术相对比较落后,尤其是其中的部分核心部件需要进口,成本非常的高。

1地质岩心钻探技术分析近年来,随着社会经济的快速发展和资源勘探产业的不断发展,国内岩心钻探技术水平有了一定程度的提高,比如立轴岩心钻探技术、全液压动力钻探技术以及多功能钻探技术。

以立轴岩心钻探技术为例,早期国内要靠引进才能应用,所以在地质钻探过程中的能力会受到一定的限制,而且在资源勘探过程中的运用相对较少。

从当前国内发展情况来看,自主研发的XY、TK以及HXY和YL系列立轴地质岩心钻探机械设备、钻探技术,成为地质钻探的基础。

对于全液压动力钻探技术而言,最早是瑞典等国研发的;随着液压驱动技术和应用实践的不断完善和深化,元件质量也在不断的提高,所以该钻探设备和技术受到广受青睐,立轴钻探设备和技术手段已被全液压动力钻探所替代。

全液压动力钻探技术在国内的发展相对比较缓慢,而且液压元器件质量差,已经成为钻机技术在国内发展过程中最大的桎梏。

2地质岩心钻探技术在资源勘探中的应用对于我国而言,一直是资源相对比较匮乏的国家,尤其是矿产资源一直影响着国内社会经济的快速发展。

实践中,为了能够有效增强矿产资源的开采,目前国家及相关部门已经投入了大量的人力、物力和材力,同时还设有地质勘探以及探矿专项基金。

地质岩心钻探技术及其在资源勘探中的应用侯禄松

地质岩心钻探技术及其在资源勘探中的应用侯禄松

地质岩心钻探技术及其在资源勘探中的应用侯禄松对于我国的国民经济发展而言,资源勘探发挥着十分重要的作用。

在科技和技术的不断发展之下,资源勘探技术水平也显著提升,如地质岩心钻探技术就是一种比较先进的技术,并且得到了广泛地应用。

一、地质岩心钻探技术地质岩心钻探技术就是利用钻机对岩体钻孔,获取岩心和矿样,并对其做出分析,从而判断出是否能够进行资源开采。

当前所用到的地质岩心钻探技术有绳索取样岩心钻探技术、反循环连续取样岩心钻探技术、多功能钻探技术、立轴岩心钻探技术、全液压动力钻探技术等。

绳索取样岩心钻探技术在我国的资源勘探中得到了广泛地应用,实际运用中具有准确性高、可操作性强等优势,可有效地保证资源勘探工作的质量和效果,但在造价成本与工作效率方面还有待进一步的优化。

反循环连续取样岩心钻探技术是当前资源勘探中应用的最具先进性的地质岩心钻探技术,勘探准确性高、勘探质量佳,获得广泛地认可,在施工中应采取压送式核心技术,从而实现钻杆与套管之间的循环介质加入工作目标,实现连续性钻探作业,并且让不稳定的地质环境获得稳定。

多功能钻探技术在资源勘探复合钻探技术的应用下也得到了快速的发展,可运用于若干不同的地理环境,作用范围广并且设备运行效率高,钻探始终处于高效状态,借鉴RD钻机、T钻机等提高多功能钻探技术的水平。

二、蒋家湾矿区ZK001钻孔技术分析(一)工程概况蒋家湾矿区ZK001钻孔是国家级的乌蒙山区找矿扶贫基金项目,工程名称是云南省鲁甸县乐马厂-巧家县茂租铅锌银多金属矿整装勘查区勘查调查与找矿预测,钻孔位置在云南省昭通市鲁甸县龙头山镇新明村附近。

钻孔设计孔深:500米,倾角75度,方位角70度。

(二)矿区地质及影响地层主要以灰质白云岩为主,0~110米有硅化较强的白云岩,硬度级别8级以上,地层相对完整,但含红土夹层比较多,冲洗液容易漏失,钻孔内水位比较低,掉块卡钻经常发生。

110~404.34米为强风化的白云岩,地层比较破碎,软硬变化快,在钻进过程中极容易垮孔和糊钻,漏失比较严重,钻进过程中全孔无水位率在70%以上;间断式空洞22.72米,为确保工程顺利进行,需水泥浆、泥球封孔,通孔,结合水泥浆护孔壁。

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浅析岩心钻探技术发布时间:2013-04-18 11:44所属分类:理工论文浏览:1 184次加入收藏在过去的多年中,我国的地质钻探行业为地质找矿和经济建设做出了巨大贡献,地质钻探技术也在此过程中得到了很大发展。

危机矿山接替资源勘查工作的启动,对钻探技术提出了更高的要求,本文就岩心钻探技术的发展和国内岩心钻探最新技术进行简要介绍,并深入探讨摘要:在过去的多年中,我国的地质钻探行业为地质找矿和经济建设做出了巨大贡献,地质钻探技术也在此过程中得到了很大发展。

危机矿山接替资源勘查工作的启动,对钻探技术提出了更高的要求,本文就岩心钻探技术的发展和国内岩心钻探最新技术进行简要介绍,并深入探讨岩心钻探冲洗液的应用。

关键词:岩心钻探发展技术冲洗液Abstract: In past years, China's geological drilling industry for geological prospecting and economic construction has made great contributions to geological drilling technology also has been great development. This paper provide a brief introduction to the latest technology development and national core drilling, core drilling techniques, and depth of core drilling fluid of application.Key words: core drilling; development; technology; lavage中图分类号:P634.6 文献标识码:A 文章编号:1 地质钻探技术的发展概况从建国初期到2006年,我国的地质岩心钻探取得了十分显著的成就,相应的工程地质钻探技术也取得了长足的进步。

从技术上讲,它一般受到以岩石破碎机理及理论、相关领域科学技术的发展、社会的进步与时代的需求这三个方面的影响。

新中国1949年成立后的10年,是工程地质钻探技术的创建与起步阶段,开发的新技术及应用的新技术主要体现在:中硬以上岩层使用铁砂钻进,中岩以下岩层使用硬质合金钻进;在地质的覆盖层和围岩中采用无岩心钻具,创造并采用了多种取心钻具;研究推广了优质泥浆护孔技术;开展了砂矿钻探和利用矿区的地层规律进行定向钻孔技术。

这期间的生产效率逐步提高,完成的工程量随建国初期的建设高潮而达到1500万米。

20世纪60-70年代,这是在十分困难的条件下进行工作,开发的钻探新技术有:使用新工艺开发出金钢石钻进;研制成功液压冲击回转钻具;采用水力反循环工艺进行连续取心试验并取得成功;金钢石钻头制造技术取得重大突破,人造金钢石钻头问世并在全国进行推广;液压冲击器开始用于生产。

这期间完成的地质岩心的钻探量达到6 000万米,在艰难的条件下取得十分显著的成绩。

伴随我国的改革开放,80年代是钻探技术空前发展时期,钻探技术的进步主要有:大面积推广金钢石钻进工艺;定向钻取得成功应用;采用地压平衡等多项技术,突破了高温地热井的难题;一批钻探工艺及钻具制造技术取得突破;水域钻探技术有了长足的进步;创造并积累了盐湖钻探的经验;钻探技术拓展到岩土钻掘相关领域。

这期间完成的地质岩心的钻探量达到2 400万米。

90年代地质矿产勘查任务随着市场经济驱动有较大调整,侧重紧缺与稀贵矿产重点勘探,钻探质量要求越来越高,工作量连年下降至每年数十万米,技术和工艺的明显进步有:金钢石钻进、绳索取心与冲击回转钻进成为常规钻进技术;多工艺空气钻进、高精度定向孔技术成功应用;中低温地热钻探开发效果显著;完成许多岩土钻掘、基础工程与地质灾害的高难工程;研究开发了非开挖铺设地下管线的技术;微机监测与控制系统在钻探生产中取得成效,科学钻探已经起步。

这期间完成的地质岩心的钻探量达到500万米,虽然总量上减少,但对钻探质量的要求与日俱增。

2国内岩心钻探技术的讨论2.1金刚石绳索取心技术绳索取心(WL)钻探技术被称为钻探技术第一次革命,已有近60年的推广应用历史。

在全球地质找矿钻探施工中是应用最广泛、综合地质效果最佳的钻探技术。

自上世纪70年代中期我国开始推广应用,但在应用广度和深度上与国外发达国家相比存在较大差距,利用绳索取心钻探技术完成的岩心钻探工作量仍不足全部固体矿产岩心钻探工作量的30%。

国产绳索取心钻具存在材质不佳、加工质量差、易折断和脱扣等问题,不能满足1000米以深钻孔的需要。

而深部找矿一般采用的替代方案是使用内径可以通过绳索取心钻具内管的普通钻杆来完成钻孔取心作业,这就在完成取心作业的同时增大了钻孔工作量。

例如Φ89mm钻杆+Φ75mm型绳索取心钻具+Φ94mm钻头的钻具组合。

金刚石钻头的使用寿命是限制金刚石绳索取心技术应用于深部找矿的另一个原因。

自上世纪60年代开始研究,70年代开始推广金刚石钻探技术以来,我国金刚石钻头制造水平有了很大提高,但是其使用效果与国外仍存在较大差距。

虽然在金刚石超硬复合材料方面进行了大规模的攻关研究,制造了一些聚晶、复合片产品,但其性能也远远赶不上国际水平。

这就使得国内金刚石钻头钻进寿命短、效率偏低。

据调查,我国的金刚石钻头寿命在硬岩地层还不足40米。

2.2液动冲击回转钻进技术勘探技术研究所于上世纪60年代开始此项技术的研究,经过几十年的开发、改进,已经形成不同用途、多种规格的系列液动冲击器。

特别是YZX127型液动潜孔锤在2006年完工的中国大陆科钻一井施工中创下了总进尺4038.88m、平均小时效率1.13m、平均回次长度6.31m的好成绩。

但是在普通钻探生产条件下,由于泥浆固控系统还停留在传统的泥浆池加循环槽让岩粉自然沉淀的水平,在钻进过程中泥浆固相含量较高,导致液动潜孔锤内的零件频繁卡死,工作寿命大幅度降低,从而导致提钻频繁。

在推广过程中,其优点虽为大家所认识和接受,但是实际应用却较少。

2.3空气泡沫钻探技术该技术是原地矿部“七五”和“八五”期间的重点科研攻关项目,由勘探技术研究所、长春地质学院和甘肃地矿局等科研院所、高校和相关生产单位联合完成。

经过不同环境条件及机具试验研究总结了一套比较成熟的泡沫工艺和钻进规程。

由于其后正值地质钻探工作量锐减,而此技术在初期投资、能耗和后期泡沫剂回收方面的费用都比普通钻进技术高,因此其推广应用处于停滞状态。

3深入探讨岩心钻探中冲洗液的应用3.1冲洗液的分类在进行钻探过程中,孔内使用的循环冲洗介质主要功能是冷却钻头、排出岩屑、保护孔壁等。

按介质的成分不同可分为“清水钻孔冲洗液”、“泥浆钻孔冲洗液”、“泡沫钻孔冲洗液”等。

随着科学技术的发展,岩心钻探用的冲洗介质的种类越来越多,大致以下三类:液态冲洗介质(简称冲洗液),是以水和油为主体的冲洗介质。

包括清水(淡水)、盐类饱和溶液、乳状液、泥浆等散种;气态冲洗介质,是以空气为主体的冲洗介质,包括干空气和雾化气体等;其他类型的冲洗介质,如粘性泡沫和充气泥浆等。

这些虽然是液态和气态冲洗介质的演进,但其功能和作用机理又区别于液态和气态冲洗介质,成为一种新型的冲洗介质。

各种冲洗介质各有自身的特性和适应范围,因此在应用中要根据地层情况、钻进工艺要求和经济效果与可能性来选。

其中第一类在我国岩心钻探应用较广泛,其他两类目前尚处在研究试验阶段。

3.2在岩心钻探中的功用在岩心钻探中,要保证优质快速安全钻进,正确地选择,使用冲洗液起着十分重要的作用,因此冲洗液被称为钻进过程中的“血液”。

其功用如下:(1).清洗孔底,悬浮和携带岩粉钻进过程中,钻头不断地破碎孔底岩石,延深钻孔,与此同时孔底会产生大量的岩粉、岩屑,借循环着的冲洗液,将钻头破碎的岩粉、岩屑及时地携带到地表,以保持孔底清洁;当冲洗液中断时,利用冲洗液本身的一定性能(如触变性),将岩粉悬浮起来,防止岩粉迅速沉淀造成埋钻事故。

(2)冷却钻头,提高钻头使用寿命钻进中,孔底钻头破碎岩石消耗的有效功,只占传到孔底的机械功的很小一部分,绝大多数的机械功作用于与岩石的摩擦,转化为热,因此孔底钻头温升较高。

尤其是金刚石钻进,其钻头温升可达到二、三百度,如果得不到及时冷却,将会造成烧钻(即金刚石碳化)。

或过早磨损,所以钻进过程中,借循环着的冲洗液将其热量带走,从而冷却钻头,达到延长钻头使用寿命之目的。

(3)润滑钻头和钻具,减弱钻具震动钻进过程中,尤其金刚石钻进中,使用加润滑剂的乳化冲洗液,它可以减小钻头和孔底岩石、钻具和孔壁间的摩擦阻力和有效地减弱钻具高转速回转时震动及减轻钻机动力机等的负荷,使钻头工作平稳。

(4)形成泥皮,保护孔壁钻进过程中利用冲洗液本身的性能,在孔壁上形成薄而致密的泥皮,防止孔壁坍塌、掉块;调节冲洗液的比重,可以防止涌水、漏失、井喷等事故。

同时,某些冲洗液对不稳定的和水敏性的地层还有抑制的作用,有效地防止孔壁的膨胀、坍塌。

(5)输送岩心反循环连续取心钻进时,利用冲洗液作介质,连续地通过钻杆柱向地面输送岩心,这种方法取得的岩心,代表性好,层次确切。

(6)采用涡轮钻、螺杆钻及冲击回转钻等时,冲洗液是传递动力的工作介质。

3.3使用方式钻进过程中,根据冲洗液的循环路径不同,有以下三种循环方式:(1)正循环:冲洗液由泥浆泵经由高压胶管和钻具内孔送至孔底。

然后通过钻头底端经由钻具和孔壁之间的环状间隙返回地面;(2)反循环:冲洗液由泥浆泵吸取后,所经的路线是正循环的逆向。

(3)孔底反循环:冲洗液由泥浆泵经由高压胶管送入钻杆内,再经特制的孔底反循环钻具(或接头),使一部分冲洗液沿钻杆与孔壁间的环状间隙返回地表;另一部分冲洗液,由于特制反循环钻具(或接头)的抽吸作用而吸入孔底,经钻头到岩心管、钻杆内,到特制反循环钻具(或接头)处,经特制反循环钻具(或接头)的分水眼,一部分冲洗液随送入的冲洗液返回地表,另一部分随送入的冲洗液吸入孔底。

如此来回循环,使之达到冲洗钻孔的目的。

参考文献1.张伟. 地质钻探技术发展有关问题的思考[ J] . 探矿工程(岩土钻掘工程)2.王年友, 谢文卫, 冯起赠, 等. 绳索取心钻探技术的新发展[ J] . 探矿工程( 岩土钻掘工程) ,3.邢运涛, 巫相辉, 胡春跃, 等.SD - KP 冲洗液在河北承德超深孔中的应[ J] . 探矿工程(岩土钻掘工程)。

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