雪峰弧构造带钻孔轨迹控制关键技术研究

随着近年来矿产资源勘查要求的提高,岩心钻孔的深度及地层复杂性也不断加大,为能精准的钻遇靶区矿体以实现地质目的,对钻孔轨迹控制的要求越来越高。雪峰弧构造带部分工作区地层倾角大、软硬交替频繁、地层破碎,实际施工中地层造斜情况严重,随着孔深增加导致终孔轨迹与靶区矿体偏差较大,影响矿产资源勘查的精度和质量。通过对该工作区地层造斜情况的深入分析,在ZK1001钻孔绳索取心钻进施工中采用初级定向孔技术和满眼钻具工艺,大幅度提高了钻孔孔身质量,较好地实现钻孔轨迹控制。并通过试验不同的岩心钻具组合,提出了满眼钻具组合的优化意见和建议,为工作区岩心钻孔轨迹控制提供技术参考。

阳山矿区严重漏失垮塌地层钻进工艺及工程实践

严重漏失、垮塌地层快速钻进工艺的研究与应用是当前固体矿产勘查地质岩心钻探亟需解决的问题之一。文章结合甘肃阳山金矿钻探工程实践,针对长孔段的严重漏失、垮塌地层,总结了一套适用于该矿区快速勘探的绳索取心钻进和全面钻进、顶漏钻进工艺,采用水泥临时封堵、套管封堵、扩孔、跟管等方式进行封堵的钻进方法,分析了其应用效果,提出了在该地层钻进的认识与思考,以期为同类型地层钻探提供参考。

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。

西渝高铁定测DZ-桥沟-B采01号钻孔施工技术

本文阐述了四川省化工地质勘查院施工的570 m、45°斜孔的技术措施,包括设备选择、孔身结构、钻进泥浆及性能参数、钻头选择、钻孔防斜、事故预防等内容。该孔施工中对膨胀性地层(泥页岩)的抑制、对钻孔弯曲度的控制以及对易垮塌的煤系地层的防塌等方面是施工的重点和难点。由于钻孔孔斜要求较高,且易垮塌,针对轻便型全液压钻机的特点,我们详细制定了钻孔防斜措施,并使用了低固相防塌泥浆。从最终施工结果来看,本孔采取的各项措施效果较为明显。

三维井眼全井钻柱系统动力学模型研究

依据Hamilton原理,利用有限元法建立了综合考虑钻柱纵向横向扭转耦合振动、钻柱与井壁的碰撞及摩擦、钻井液对钻柱的黏滞阻尼、钻柱内钻井液对运动钻柱的弯曲效应、环空钻井液对运动钻柱的压差效应、地层压差效应、屈曲对摩阻的增益、钻头与岩石相互作用等因素的三维井眼全井钻柱系统动力学模型。研究了具有不确定性和动态边界的大型非线性系统的求解方法,开发了钻柱系统动力学特性仿真软件。该软件可以计算任意钻井参数、钻具组合、钻井液参数及地层参数下任意钻柱单元的动力学特性参数(包括位移、速度、加速度、载荷等)。

基于钻孔过程监测系统(DPM)全钻分析的钻孔过程塌孔监测

利用钻机在地表面成孔是边坡工程里最常见和重要的操作之一。钻孔的成孔质量决定了土钉、锚杆的灌浆体质量,从而影响了边坡加固的效果。而影响钻孔成孔质量的关键因素是钻孔过程中的塌孔现象。这篇论文给出了一个经济、快速、准确地定位塌孔位置的方法。该方法应用基于Labview编制而成的实时分析程序对钻孔过程监测系统(DPM)提供的实时监测数据进行全钻分析,所有钻孔过程中遇到的塌孔区都能被准确定位,有效地提高了成孔的质量,防止了工程质量事故的发生。

洛阳栾川钼矿复杂地层钻进工艺研究与试验

针对洛阳栾川钼矿复杂地层情况,对其钻进工艺进行研究,重点论述了全孔反循环钻进技术和跟管钻进技术的工作原理以及钻具组合、实验设备、野外工作情况及野外试验成果。生产试验证明,潜孔锤跟管钻进、潜孔锤反循环钻进技术的组合型应用对该矿区复杂地层的钻进更加有效。

会泽铅锌矿膏体充填钻孔优化研究

为了解决膏体充填钻孔与管道的磨损等问题,分析了自由下落段料浆在由空气区空区柱过渡到满管区的交界面处产生的冲击力是引起充填管道或钻孔磨损的主要形式。结合矿山实际情况,根据输送管道水力坡度与满管流关系,提出了采用将+1 844 m水平管道150 mm部分改装为85 mm和垂直钻孔使用双层结构新型钻孔模型的2种变径增阻方案,并对水平管道改装进行了工业试验,结果显示满管率从3.6%提高到39.42%。

矿用牙轮钻机全数字化的直流调速系统

根据目前国内矿用牙轮钻机的技术落后现状 ,研制了一种以Intel 16位单片机 80C196KC为核心的专用全数字化的直流调速系统 ,介绍了系统的原理结构、性能特点 ,实践证明了系统的可行性和先进性 ,具有满意的性能和良好的应用前景。

煤层气全井欠平衡钻井技术柳林实践

室内研究表明,全井欠平衡钻井流体具有低密度、良好流变性、强抑制性以及较强承压能力。CLY-22井全井段采用欠平衡钻进。二开空气钻进初期添加成核剂钻进,起到润滑钻具作用,保证快速钻进。地层出少量水,循环介质自然形成雾。地层出水量增大,环空自动出现泡沫,携岩性变差。随后,边钻边添加成膜剂、成层剂和定位剂,使循环介质自动转化为绒囊钻井液,顺利完钻,下入φ139.7mm套管,钻井周期比设计周期缩短约7天。

复杂地层双动钢管护壁灌注桩施工技术

在诸如"大三石"和岩石等复杂地层中施工灌注桩,常采用冲孔法。有时也采用爆破法、回转钻进、潜孔锤钻进,或采用冲钻爆抓等复合方法,但工序复杂,成桩工效较低。将韩国生产的上下旋转动力头及高压潜孔锤与合金钻头和螺旋钻杆整合到国产液压步履或履带行走的桩机上,同时将护壁钢管设计成具有高切削能力的钻具,形成了双动钻具,提高了对复杂地层的钻凿能力。钻凿的岩屑通过螺旋钻杆从出土口排出,克服了常规潜孔锤法在潮湿地层钻进中排渣不畅的缺陷。护壁钢管的快速插接技术既减少其接长耗时,又降低沉拔管启动摩阻力。新技术实现了全桩长钢管护壁干取土,是一种无泥浆污染的环保施工技术。工程实践表明,新技术1天可完成5~7根复杂地层条件下的嵌岩桩,相比冲孔法,工效大增。

西南天山复杂地层绳索取心钻探跑钻事故处理方法

新疆西南天山萨尔干矿区地层极其破碎复杂,近年来施工的钻孔多全孔破碎、漏失,钻进过程中时有掉块、卡钻、钻孔坍塌等现象发生,严重时发生孔内事故,施工难度较大。本文结合该区一例钻孔施工案例,介绍了破碎复杂地层取心钢丝绳断裂导致岩心内管脱落,进而引发严重跑钻事故的处理过程以及注意事项。结合现场事故情况,通过导向扩孔钻进等方法有效地处理了该起复杂事故,使钻孔得以顺利终孔,取得了所需地质资料,挽回了经济损失。

ZDY4200LS履带式全液压钻车在低位抽放巷的应用研究

介绍ZDY4200LS履带式全液压钻车在河南平宝公司首山一矿己16-17-12061中间抽放巷的应用。研究了煤层赋存条件和顶底板岩性对钻车钻孔施工的影响;钻机设备的功率、钻进深度、钻机最大、最小角度的调整;设备的移动爬行能力在钻机搬运中的优势。该钻车在低位抽放巷能够实现快速钻进瓦斯抽采钻孔,提高钻机台效。

乐滩灌区输水隧洞穿合山煤矿采空区处理设计

分析了乐滩灌区工程北干渠溯河隧洞段长约1.06 km穿合山煤矿采空区的地质情况。借鉴高速公路煤矿采空区的成功处理经验,通过科学分析,对采空区变形和区域内覆岩的稳定性做了评价,论述了输水线路穿采空区段采取全充填压力注浆法的工程处理方法。

甘肃德勒诺尔铁矿斜孔施工技术探讨

斜孔钻探是运用在金属固体勘探中,对于急倾斜矿体或地层自然倾斜严重的地层,技术上难以控制的矿区,为保证施工质量,设计时常常要求斜孔施工。斜孔钻探工艺不仅扩大了矿产储量、加快了勘探速度并节约了大量的钻探施工费用。解决了直孔无法达到的地质要求目的,而且还能深入到过去直孔无法深入的矿床禁区,能获得显著经济效益。

潮汐作用下超厚填石层超长灌注桩成孔工艺研究

针对潮汐影响下超厚填石层超长灌注桩施工存在的问题,通过对国内常用的成孔工艺进行对比研究,提出了两项适用于潮汐影响下超厚填石层超长灌注桩成孔的新工艺:咬合桩施工采用冲击钻施工素桩+全套管全回转钻机切割素桩施工荤桩;工程桩采用冲击钻+旋挖钻机接力成孔。实际应用表明,前述成孔工艺较好地解决了潮汐影响下超厚填石层超长灌注桩成孔过程中易塌孔、斜孔,泥浆渗漏严重,成孔工效低等施工难题。

井下套管阀在彩551井的应用

彩551井是新疆彩南油田的一口重点评价井,该井三开为实现全过程欠平衡作业,应用了TGF245型井下套管阀。介绍了井下套管阀的性能参数、工作原理及井筒压力控制工艺,并对该工具在彩551井全过程欠平衡钻井中的应用技术进行了阐述及分析。实践表明,应用井下套管阀,科学实施配套技术,可有效地评价及保护储层。

含承压水层地质全回转钻机拔桩封孔施工工艺

基于绍兴高铁北站TOD综合体项目(A区块),对含承压水层地质全回转钻机拔桩封孔施工工艺进行了工程验证。应用结果证明,该技术能有效处理含承压水层地质下旧桩拔除施工。该技术根据拔桩桩孔对新建桩基围护及承压水产生的不同影响给出了不同的处理方法,具有明确的针对性。从使用效果来看,该技术满足了“安全、高效”的施工要求,具有很好的推广价值。

谈甘肃—东洞沟金矿区斜孔施工技术

以肃北县盐池弯乡东洞沟和西洞沟金矿破碎带地层为研究对象,结合ZK1202钻孔斜孔钻探施工技术的应用情况,着重分析了较厚破碎带地层中泥浆的应用和泥浆严重漏失时的钻进方法及护壁堵漏措施,总结了绳索取心钻探在金属矿破碎带地层中采取的技术措施和保证钻孔施工技术指标应注意的事项。

新型大采高坑道钻机变幅机构及其静力学分析

设计了一种新型煤矿用大采高、多层孔瓦斯抽采钻机变幅机构。并对其进行了静力学分析,建立前探孔、全断面2种工况下的力学模型。使用MATLAB软件计算并分析了2种工况下变幅机构各液压缸的受力情况,为变幅机构液压缸的选型和强度计算提供了理论依据。