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深部钻探（范文大全）

第一篇：深部钻探深部钻探特点1.深部钻探技术目的意义我国矿产资源分布广泛，从目前矿产资源勘查开发利用情况来看，我国矿产资源探明程度仅为1/3左右，在地质找矿方面还有相当大的潜力。为了延长矿山服务年限，在有资源潜力和市场需求的老矿山周边或深部开展深部找矿工作就显得意义重大，此外，最新的成矿理论都表明在我国大陆深部蕴藏着潜力巨大的矿产资源。在深部找矿过程中，除了利用更成熟的地质理论和更先进的物化探方法、遥感技术等新探测技术外，最终还需要使用钻掘（探）技术来取芯取样，证实推断和探测的正确性。这种深度的资源勘查钻探工作对钻探取芯取样质量、钻探速度、施工成本、环境保护、安全防护等方面都提出了更高的要求。深部岩心钻探的特点是施工周期长，孔壁稳定性较差，而且随着钻进的延续，取心及起下钻次数增加使钻孔稳定性更差，极易发生孔内事故；频繁提下钻，会加剧钻杆等损伤。钻探取芯的关键技术是钻探设备、器具和工艺方法，它们不仅对钻探效率、施工成本、取芯质量及环境保护等方面有重要影响，而且对缩短整个勘探周期、加快开发利用步伐有着直接的意义。2.深部钻探的特点（1）深孔岩心钻探与浅孔不同，施工周期长，孔壁稳定性差。在裸眼钻进中，开孔的一段时间内，裸露地层在泥浆护壁的作用下孔壁是相对稳定的，随着钻进的延续，孔壁裸露时间长，长时间的泥浆失水使孔壁岩层吸水膨胀，孔壁失稳；并且，深孔岩心钻探，取心和起下钻具时间剧增，因受长时间升降钻具引起的抽吸和压力激动作用，导致孔壁稳定性更差，极易发生塌孔、掉块，甚至出现埋钻和卡钻等孔内事故。（2）随着钻孔的延深，钻具重量、升降钻具次数和时间的增加，都加剧了孔壁拉槽现象的发生。同时，孔内预见性增加，复杂地层钻进的风险几率大幅提高，如出现地层破碎、孔内漏水、坍塌等，迫使进行复杂地层的护壁堵漏，甚至采取多次扩孔、下入多级孔内套管。（3）无岩心钻进工作量增加。深部找矿勘探的目的层多在深部，一般设计为全取心孔段，上部第四系复盖层和非含矿地层因地质情况已经基本查明多为无心钻进，所以，对于深部勘探钻孔将大量增加无心钻进工作量。3.深部钻探关键技术（一）金刚石绳索取心技术绳索取心钻探技术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20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1000m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。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20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40m。（二）反循环连续取样（心）钻探技术反循环连续取样（心）钻探技术采用压缩空气作为循环介质，利用双壁钻杆以冲击回转全面碎岩和连续岩屑作为地质样品的方式钻探施工，随着钻进的不断进行，岩屑被高速气流连续地经双壁钻杆的中心携带至地表，并按照顺序将岩屑收集起来作为地质化验分析的地质样品。国内外大量的钻探施工经验证明，采用该法获取的地质样品不仅完全能达到确定矿体埋藏深度、矿体厚度、品位等物化参数的基本要求，而且其钻探施工速度要比传统的取柱状岩心施工速度提高5～10倍，施工成本也将大大降低。根据2006年有关统计资料，反循环连续取样（心）钻探技术在澳大利亚完成钻探工作量的比例超过80%。我国在20世纪80年代中期曾开展了该项技术的研究并进行推广应用，但由于地质上是以岩屑代替传统的柱状岩心，且需使用特殊的双壁钻杆，所以推广应用受到较大阻力。（三）高精度受控定向钻探技术及岩心定向技术受控定向钻探技术是一种可以使钻孔轨迹按照预定方向前进的特殊钻探技术，该项钻探技术还可以实现在一个主孔内钻进多个分支孔的羽状钻孔。在普通钻孔难以到达的勘探部位和坑道内以及陡斜矿体的勘探中，利用高精度受控定向（取心）钻探技术可以明显减少钻探工作量和施工费用。由于地质岩心直径较小，地质钻探取心对这项技术关注热度不够。受控定向钻探技术是深孔施工单位必备的手段，是施工的保证，是处理孔内事故的方法。深孔施工控制孔斜是重中之重，如何根据地质地层设计好防斜措施，减小孔斜和孔斜的变化率。4.深部钻探工艺问题1.深孔钻探对钻机钻具的要求