我国深孔钻探装备的发展与展望_朱江龙

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1、２０１３年１２月地质装备９我国深孔钻探装备的发展与展望朱江龙１，２，刘跃进１，潘飞１，黄洪波１（１．中国地质装备总公司，北京１００１０２；２．中国地质大学，北京１０００８３）摘要：作者在认真总结目前深部钻探存在的问题、系统分析深部钻探的特点以及对装备的要求的基础上，围绕钻探装备在目前深部钻探实践中的不适应性，提出了深孔钻探装备的发展思路，并简单介绍了交流变频电驱动岩心钻机的研究实验情况，对建立我国深部钻探装备体系具有一定的参考价值。关键词：深孔钻探；钻探装备；发展；展望中图分类号：Ｐ６３４．３１文献标识码：Ａ文章编号：１００９－２８２Ｘ（２０１３）０６－０００９－０６１概述在的问题，研究解决

2、途径，厘清发展思路，并在实践“十一五”以来，为缓解我国经济社会持续发展中不断验证，从而逐步建立适应深部钻探特点和要与矿产资源供给的深层次矛盾，增强资源勘探对国求的深部钻探装备综合体系，是我国钻探装备行业家经济安全的保障能力，实现找矿重大突破，我国陆亟待解决的课题。续实施了危机矿山接替资源找矿、攻深找盲和深部找矿等多项重大行动，找矿突破战略上升到国家战２深孔钻探对设备提出新的要求略层面，地质勘查工作开始由浅部地表找矿向深部按照《岩心钻探技术规程》的地质岩心钻孔深度找矿的重大转型，极大地推动了我国深部钻探工作分级标准，深度１０００～３０００ｍ为深孔，超过３０００ｍ的发展。据不完全统计，截止到２０

3、１０年底，我国共为特深孔。适用于１０００～２０００ｍ钻孔深度的岩心完成２０００ｍ以深的小口径取心钻探生产孔３０余钻探设备经过一段时间的发展，目前逐渐走向成熟。口，钻深记录２７０６．６８ｍ（安徽３１３队霍邱）。“十二因此，本次集中研究钻深超过２０００ｍ、钻进工艺采用五”以来，国家进一步加大了深部钻探的工作力度，小口径绳索取心，同时兼备扩孔钻进和提钻取心能深部钻探发展明显加速。截止到目前，２０００ｍ以深力的深孔施工特点及对装备的要求。的小口径取心钻探生产孔预计在１００口左右，钻深钻深不断深入带来的直接结果是钻杆长度和深度超过３３００ｍ（山东三队莱州，目前尚未终孔）。重量的增加，空间和重量的变化到

4、达一定规模后同时，出于各类科学研究的需要，近几年国家及将产生质变，形成深孔钻探与中浅孔钻探不同的各部门相继启动了各类科学钻探项目计划，如地球特点，在钻深能力、工艺适应性、钻探效率和经济深部探测计划、汶川地震断裂带科学钻探项目等，在性、操作控制以及劳动强度等方面对装备提出更全国部署了数十口深度超过２０００ｍ的科学钻探孔，高的要求。对我国深孔钻探起到了重要的推动作用。２．１钻深能力深部找矿和科学钻探驱动我国深孔（特深孔）施钻机方面，除考虑钻杆自重增加对钻深能力的工在数量上的快速发展和在深度上的不断拓深，有影响外，深孔钻探孔身变形导致的孔壁与钻杆之间力推动了深部钻探理论和技术的发展，给深部钻探的摩

5、擦力增加对钻机钻深能力的影响，相对于中浅装备的发展带来了前所未有的机遇。但是，钻探深孔来说更为显著，要求主机和配套高压泥浆泵具有度的不断深入，对包括钻机、泥浆泵、孔口装置和钻更高的动力机功率和传动效率。从钻杆钻具来看，杆钻具在内的钻探装备体系提出了更新更高的要必须从强度和刚度等方面解决随深度增加导致的钻求。因此，系统分析深部钻探的特点以及对装备的杆钻具自重不断增加的问题，同时钻杆接头的形式要求，梳理总结目前深部钻探装备的发展现状和存和强度也是需要重点考虑的因素。收稿日期：２０１３－０９－０１作者简介：朱江龙（１９７４－），男，长春地质学院探矿工程专业毕业，中国地质大学钻井工程在读博士生，中国

6、地质装备总公司副总工程师，教授级工程师，长期从事钻探设备开发工作，Ｔｅｌ：１３７０１０７３７２１，Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｈｕｊｉａｎｇｌｏｎｇ＠ｃｇｅｇ．ｃｏｍ．ｃｎ。１０朱江龙等：我国深孔钻探装备的发展与展望第１４卷第６期２．２工艺适应性探，必须建立一套完整的机械化卡夹拧卸装置系统，相对于中浅孔钻探，深孔钻探大多采取多级孔这同时也是大幅提高钻探综合效率的必然选择。身结构设计，这就要求设备回转系统具备较为宽泛的扭矩和转速范围，同时满足高转速金刚石取心钻３我国深孔钻探装备发展现状分析进和大扭矩扩孔钻进要求。３．１深孔钻探装备发展现状２．３钻探效率近几年来，受深孔钻探市场快速增长的驱动，我随着钻孔深度

7、加大，机台运行成本费用将会逐国的深孔钻探装备取得一定进展。渐加大，相对中浅孔钻探，施工方对钻探效率将会更钻杆方面，如无锡钻探工具厂与勘探技术研究加关注。深孔钻探中，地层条件趋于复杂，孔内事故所合作，以国家８６３项目为依托，从新材料入手，结出现的可能性增大，处理难度也会增加；同时，钻杆合扣型优化和热处理工艺创新，陆续开发了一系列单根、立根及套管柱的拧卸等孔口辅助作业次数和高强度绳索取心钻杆，经安徽霍邱和山东莱州