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1、中国岩金勘查第一深钻施工技术及进展,山 东 省 第 三 地 质 矿 产 勘 查 院山东省地矿局钻探技术研究中心陈师逊,一、项目概况,1、地理位置,2.项目来源和目的,由山东黄金集团向国家申请立项，资金来源国家财政补贴和山东黄金集团自筹。揭示深部矿体及地层的物质组成、结构、产状、构造属性；研究深部成矿规律，为深部找矿理论探索提供可靠依据；探明主矿体级次生矿体的赋存情况；充分运用最新科技手段，获取深部各种信息，探索本地区地层、地质构造、成矿规律等，为总结成矿模式、成矿理论提供依据。,3.钻孔钻孔设计及地质条件,开始设计了3个超深勘探钻孔，分别为ZK96-6，3000米；ZK112-1，3000米；
2、ZK96-5，4000米。该矿区地层以侵入岩各种花岗岩为主，另有黑云变粒岩及斜长角闪岩，夹磁铁石英岩，脉岩闪长玢岩、煌斑岩、辉绿玢岩等发育并穿插其中。岩石硬度较高，研磨性较弱，岩石的可钻性级别为79级。对钻探影响较大的是构造带和蚀变带。,二、施工质量要求,按现行地质岩心钻探规程六大钻探质量指标执行。满足测井和科学实验测试等具体工作和孔径要求。,三、施工技术方案,1、钻孔结构,钻孔结构示意图,2、现场布置,现场布置平面示意图,开钻仪式,施工现场,3、主要钻探设备,钻机HXY-9（B）（配135KW电机）,水泵,采用了两种泵：BW250/7和BW300/16,BW300/16泥浆泵,BW300/1
3、6水泵参数,钻塔A27-90,其他设备,钻杆拧管机 搅拌机,钻井参数采集仪表绳索取心绞车,4、钻杆方案,1、塔式复合钻杆，即在地层允许的情况下，S95钻进完成后不下套管，上部钻杆扭矩大用89绳索钻杆，下部用71钻杆带75mm钻头，以减小扭矩。2、同径复合钻杆，即钻进至一定深度后上部采用73加重厚壁钻杆，以满足传递上部大扭矩，每个回次上部的钻杆提出再进行绳索取心打捞。3、国外进口钻杆。4、目前采用异径复合钻杆。上部采用2 3/8“(60.37.11mm)石油钻杆,管体钢级S135，接头钢号SAE4137H1，下部（2800m）用S75绳索取心钻杆。,1,5、钻头,1）钻头直径（外径/内径）：12
4、2mm/85mm、95mm/64mm、76.5mm（77.5mm）/46mm2）钻头类型：热压孕镶。3)金刚石粒度：4080目。4)胎体硬度：HRC25-45。5)钻头水口、水槽的设计应考虑泥浆冲洗液泵压和岩心采取率要求，适当减小水口、水槽断面，减少水口、水槽数量。6)钻头唇面形式。根据地层岩石可钻性情况，唇面多种形式。,6、冲洗液,选择冲洗液材料主要考虑：抗盐性、适当耐高温、低粘、携粉能力和护壁效果上部（单管钻进）采用粘土固相泥浆。配方：膨润土810%+纯碱+CMC下部（绳索取心钻进）采用无固相泥浆配方：（根据需要调整加量）HPH+PAC141+复合润滑剂（GLUB）+聚乙烯醇（PVA）,7
5、、钻进参数,五、施工中遇到的问题和主要对策,1、钻机问题,2、钻杆问题,采用S95绳索取心钻进至2229米，经过施工验证，上部地层比较完整，所以没有直接下套管，采用了塔式复合钻杆钻进，但是由于下部71钻杆在95mm口径部分（大约5080米）环状间隙大，刚开始换径时钻杆承受压力大，而且钻杆处理的很硬，刚性大，柔性不足，增加了断钻杆几率，经常发生断钻杆。后来进一批没有经过热处理的，9米定尺，提高了钻杆柔性，减少了接头数量，这一问题基本得到解决。,3、跑钻事故,钻杆没有探伤仪器。有些损伤裂痕根本检查不出来。钻进至2658米，造成了钻杆提出大约600米钻杆断裂而跑钻。下正丝锥子吃住钻杆提不上来，无奈反
6、开钻杆，钻杆从2275米处反开，发现下部71钻杆有弯曲。后用反丝钻杆反至2430米，由于地层破碎，形成大肚子，钻杆折断吃不上锥子了，又扩孔至2430米。,4、岩心堵塞影响效率,随着钻孔的不断加深，每次取心还要提下几百米的钻杆，取心时间特别长，加上底部岩石破碎，容易造成岩心堵塞，回次进尺短，严重影响施工效率。采用了绳索取心液动锤钻进，回次进尺有一定改善，由于泵量较小，液动锤的作用没有完全发挥出来。,六、新技术应用和初步成果,1、新型钻探设备组合应用（钻机、钻塔、水泵）2、S122绳索取心钻进技术应用3、S95绳索取心钻进深度打破以往记录4、89套管下入深度打破以往记录5、深部绳索取心液动锤钻进技
7、术应用6、钻进参数检测系统的应用7、塔式、复合钻杆应用技术8、液压动力钳（拧管机）的应用,山东地矿三院深孔钻探简介,1、深孔钻探业绩2、打破记录情况3、科钻施工4、海上钻探5、产学研一体化成立钻探研究中心,1、深孔钻探业绩2009年至今施工孔深超过2000米的钻孔19个，超过1500米的钻孔100余个，最大终孔孔深2738.82米，最大施工深度35？米。,2、打破孔深记录情况,3、科钻施工,从2009年开始，我们承担了多个施工条件复杂的科学钻施工。到目前西藏科钻已竣工，金川等项目正在施工中。,4、海上钻探施工2006年我院开始进行海上钻探施工，设计生产了简易海上钻探施工平台，并获国家专利。2011年至今海上钻探大规模开展，最大孔深已超过1700米。,5、产学研一体化成立钻探研究中心,敬请各位批评指正！,谢谢！,
