摘要:钻探是直接获取地下实物资料和提供测量通道的唯一技术方法，科学钻探是人类解决所面临的资源、灾害、环境等重大问题不可或缺的重要手段。本文简要回顾了大陆科学钻探技术发展概况，通过对大陆科学钻探新技术发展动态前沿问题及发展路线进行调研，梳理总结了大陆科学钻探工程面临的高温、高压、高地应力、井斜、取心等技术难题，并提出了以高度集成化、智能化的绿色钻探技术为研究方向的发展路线图，为大陆科学钻探工程进一步发展及组织实施提供参考。

摘要:本文围绕深部钻探技术中护壁堵漏材料性能的实际需要，研制了一种深孔纳米复合水泥基护壁堵漏新材料。首先，通过分析100 ℃条件下2种水泥材料的基本性能，确定了G级油井水泥为胶凝材料；然后，基于深孔钻探护壁堵漏材料的性能缺陷，采用特种纤维、纳米材料针对性改善水泥基浆液的力学性能，并优选早强剂（ZQ）、减水剂（GB）作为外加剂进行正交实验，进而研制出纳米复合水泥基护壁堵漏材料优化配方；最后，对其主要性能进行分析评价。结果表明该材料在深孔钻探中浆液流动性好，力学性能优异，综合性能满足深孔钻探护壁堵漏需求。

摘要:为了解决湖南永顺区块钻遇复杂破碎地层所出现的岩心采取率不足的问题，本文在永页2井的基础上，调查了勘查区的地质构造特征，根据不同地层的取心岩样分析了地层特性。在严格按照钻孔设计及质量要求的前提下，在各个阶段采取了不同的冲洗液，做到无垮塌、无漏失。面对破碎地层岩心采取率不足，研制和使用了一种囊袋多节捆绑式绳索取心钻具，利用其独特的囊袋结构，配以超前侧喷钻头，能够保护岩心免受冲洗液冲刷。结果显示：后续的钻进过程中，井深在1055.76~1108.96 m，岩心采取率由原来的最低79%，提高至90%以上，岩心得到了较好的保护。上述方法能够有效地解决破碎地层出现的岩心采取率不足问题，并能为后续的工作和类似工程提供保障和借鉴。

摘要:针对贵州毕节地区某煤矿瓦斯治理预抽时钻孔抽采距离短、成孔性差、孔内事故频发等难题，提出在某煤矿采用底板穿层梳状定向长钻孔的技术方法。通过优化钻孔布孔形式、布孔层位和分支孔施工工艺，保证钻孔主孔成孔深度和分支孔见遇煤层率。试验期间，施工钻孔主孔深度均大于600 m，分支孔见遇煤层率达到60%。钻孔成孔明显得到改善，单孔最大瓦斯抽采浓度达到85%，最大瓦斯抽采纯量达到2.5 m³/min，同时节省了施工成本，为毕节矿区瓦斯治理提供了新的方案。

摘要:随着矿产资源勘查工作量的加大，勘查与环境矛盾不断出现。深孔钻探施工周期长，对施工场地地表土壤及植被污染严重；机械设备修理、废弃油料、存放油类的临时仓库、废弃泥浆、岩粉如处置不当也会对地表土壤产生污染；钻孔冲洗液漏失会污染地下水等。因此，采取针对性的技术措施防止破坏、污染生态环境，在当前矿产勘查钻探施工中至关重要。本文针对河北省滦州市古马铁矿深部钻探工程项目，在施工前、施工中、施工结束采取了铁质循环槽、铁质水箱、防渗布和面包砖硬化地面等一系列绿色勘查技术措施，确保了钻探施工场地未受污染，施工结束后恢复原地貌情况良好，为以后岩心钻探工程中深孔绿色施工提供了可借鉴的经验。

摘要:在村镇辖区周边矿产勘查中，遇到民居、农田、道路、农业基础设施、山地植被绿化等，为了保护生态环境，满足绿色勘查的要求，提高地质矿产勘查工作质量和效率，在广丰许家桥黑滑石矿详查中，采用无人机航测、便携式全液压岩心钻机等技术设备进行勘查施工.项目通过先进的设备选型、环保的技术工艺、科学的勘查方案及具体的环保措施，取得了缩短勘查周期、提高岩（矿）心采取率、消除传统勘查安全隐患、降低征地搬迁劳动强度与成本及减轻对生态环境的污染与破坏的成效，实现了地质勘查质优高效，经济效益和社会效益双丰收，达到绿色勘察的目标任务。地质矿产勘查工作走绿色勘查之路，不仅保护了绿水青山生态环境，还可通过高标准的绿色勘查技术手段和环境保护要求，提高勘查效率和质量、降低劳动强度和成本、实现节能降耗目标，是一条可持续、高质量发展之路。

摘要:在矿山勘查中，传统的岩心钻探技术存在成孔周期长、成本高等问题，而空气反循环钻探技术的施工效率高、成本较低。本文改进了空气反循环钻探技术的钻头和封隔套的流体构造，并将其应用到矿山勘查中。与传统岩心钻探技术相比，空气反循环钻探技术的钻进效率提高了70%~90%，成本降低了30%~50%，钻孔事故率降低了60%~70%，施工过程无泥浆污染，产生粉尘极少，实现了绿色勘查的要求。

摘要:大口径页岩气地质调查井（川沐地2井）部署在四川盆地西南缘五指山—天宫堂构造带建全—龙华复向斜的核部，设计井深2500 m，完钻井深2406.00 m。钻探目的是主探须家河组陆相页岩气，兼探雷口坡组常规气。本文介绍了川沐地2井的钻探施工情况，针对侏罗系易垮塌的泥岩和三叠系可钻性差的砂岩，开展了高效提速复合钻进、复杂地层钻井液、下套管固井工艺等应用研究，解决了垮塌段下套管固井难题，提高了钻探效率，建成了一口可供地层含气性测试的合格井，获取了岩心等实物资料，查明了该井区的地层层序，在三叠系须家河组—雷口坡组钻遇37层油气显示，实现了钻探目的及油气发现，为页岩气地质调查评价奠定了基础，对巩固乌蒙山区脱贫攻坚成果具有重要意义。

摘要:固井水泥石传热性能是影响井筒热传递能力的重要因素。本文主要介绍了目前固井水泥石导热系数的主要研究手段，以及在此基础上取得的一些认识，例如外加高导热材料、水泥石微观结构和含水率与导热系数之间的关系。同时还指出了现有研究手段的统一和拓展、研究内容的系统化还有待进一步加强和改善。在分析建筑保温水泥和岩石等多孔材料研究经验的基础上，提出水泥石导热系数的研究不仅需要统一实验手段和推广使用数值模拟的方法，还要考虑水泥石养护条件、内部水分的动态变化和外加保温材料等因素对水泥石导热系数的影响。系统规范的研究手段和内容可有效提高研究的准确性、高效性和全面性，显著增加对水泥石热传导性能的认识，以期为后续的研究提供一定的借鉴。

摘要:长江中下游地区页岩气调查井工程，采用绳索取心钻进工艺，钻遇地层多为泥质含量高的水敏性泥岩、软硬互层较为频繁的致密性地层。钻进过程中，金刚石钻头经常出现钻头泥包现象，在软硬夹层中PDC钻头崩齿导致钻头机械钻速和寿命受到严重影响。主要从钻头结构及钻井液性能方面系统分析了金刚石钻头泥包及PDC钻头崩齿的原因，分析认为，现场钻头应用过程中产生的上述问题与钻头唇面结构设计、钻头水路设计、钻头材料与表面状态、钻进规程参数及钻井液性能有着密切关系。通过对钻进工艺、地层岩性分析研究，对原有钻头进行了结构形式优化和改进设计，对钻进规程参数也进行了优化，现场应用结果表明：钻速明显提升，大大提高了泥岩段及夹层段的钻进效率。

摘要:海坨区块的地层破裂压力较低，存在大量的天然裂缝，钻井过程中极易发生渗透性漏失和失返性漏失，从而引发井壁失稳。针对海坨区块存在的严重漏失问题，制备了一种随钻堵漏纤维YTZ，同时优选出了与基浆配伍良好的复合植物纤维XA、快速封堵剂KF，提高了钻井液稳定井壁的能力。通过3种堵漏材料的复配，形成了一套适合海坨区块的堵漏体系和科学有效的施工技术，有效解决了海坨区块的各种井漏问题，确保了钻井及完井施工的顺利进行，减少了由于漏失带来的经济损失。该堵漏体系在现场应用中体现了良好的封堵效果，值得在海坨区块进一步推广应用。

摘要:地热井钻取优质的地热水是采灌型地热能供暖系统的前提条件，是影响整个水热型地热能项目经济效益的最敏感因素，而钻井关键技术对地热井的成井质量具有重要意义，对地区地热产业的发展有着举足轻重的作用。根据韩城地区地热资源赋存的地质特征及开发过程中遇到的难点，在理论分析和试验研究的基础上，研究了韩城地区地热钻井施工的关键技术问题，提出韩城地区地热钻井取热供暖五大关键技术问题：防塌高效钻井技术，地热井止水工艺，酸化增产增灌处理措施，原位采灌工程优化布置，梯级换热与回灌技术。通过对生产过程中遇到的技术难题进行理论分析，提出解决问题的关键技术，对五大关键技术进行了逐一阐述。这些关键技术对于韩城地区开发利用中深层地热资源具有重要的科学与工程意义，也可为其它地区提供借鉴。

摘要:四川营山地下热矿水探采井SY-1井是一口地热资源重点勘查井，实际完钻深度2758 m，揭露三叠系上统须家河组热储层岩性以长石砂岩、粉砂岩为主，埋藏深度2220~2758 m，厚度538 m。下沙溪庙组岩性为灰绿色页岩、暗紫红色粉砂质泥岩夹黄褐色中厚层状粉砂岩及块状细粒长石砂岩，含高压气、卤水混合物，施工过程中需解决坍塌掉块、井涌、井漏、卤水污染、缩径等复杂难题。室内通过开展高密度抑制防塌钻井液流变性、防塌性、稳定性等控制方面的技术攻关，在优选钠基膨润土的基础上，通过对包被剂、降滤失剂（抗盐）、防塌剂等材料的筛选及优化，形成了高密度抑制防塌冲洗液的最终配方：清水+4%膨润土+0.1%纯碱+0.1%烧碱+1%~2%增粘剂HN-1+0.2%~0.5%环保大分子包被剂+1%~3%环保降滤失剂HJ-1+1%~3%抗盐滤失剂HLY+1%~2%环保防塌剂HFJ+重晶石。该配方密度1.50~1.80 g/cm³可调，滤失量4.0 mL，流变性能好，抑制防塌效果显著，在现场取得了成功应用，保证了该项目的顺利实施。

摘要:自升式钻井平台在东海的作业量随着西湖地区勘探开发的不断发展而在增加。因受台风影响及在同一地点多次作业的原因，自升式钻井平台不可避免地会在上一次作业位置附近重复作业，引起桩靴滑移现象，可能造成就位后悬臂梁覆盖能力下降，无法满足钻井作业需求，甚至影响平台结构安全，造成工程事故，大大增加了作业风险。本文以H9自升式钻井平台桩靴为例，分析了桩靴部分重合工况下的受力特点，研究了海底土体破坏形式，提出了不同类型土质条件下的桩靴水平力计算模型，并利用滑移线有限差分法近似计算桩靴极限载荷。对H9平台在现场重复就位时采取的措施进行了分析，并根据海上作业要求提出了一系列安全控制措施，为安全高效地实现平台重复就位提供了参考。

摘要:随着工业经济的发展，给人们带来生活的便利及物质享受，但同时也不可避免地带来了一些环境问题，土壤、水、空气污染，这给人们的生活及生存带来了危害。为了取样检测土壤的污染程度及为后面的治理提供科学的依据，研发了集取样及治理一体化的ESD-70型环保取样钻机。该钻机采用液压油缸加压和提升，比传统链条等方式更稳定；可实现多角度倾斜作业，开合式操纵柜，无线遥控电液控制；整体结构紧凑，橡胶履带式自动行走，动力头冲击力强，可以满足0~30 m深度的土壤取样工程需求。钻机直推式钻进取样，为双层管取样，样品直接到达内部样品管，可有效保持土壤原状性。本钻机还可用于简单的土壤旋喷治理，一机多用。本机操作简单，安全性高，性能稳定，效率高，可以大幅降低土壤取样人员的劳动强度。

摘要:作为一种高效且准确的代理模型，克里金方法近年来被广泛用于边坡高效可靠度分析。然而，传统方法一般直接将克里金模型与蒙特卡洛模拟耦合进行可靠度分析，导致其在高维小失效概率的边坡可靠度计算中容易出现内存占用过大甚至溢出而无法求解的问题。为此，提出一种基于克里金代理模型的子集模拟方法，以高效解决小概率水平的边坡可靠度分析问题。该方法首先采用一定数量的样本校准克里金模型并进行精度验证，然后基于构建的模型开展子集模拟边坡可靠度计算。最后，采用一个单层粘性土坡与一个工程实例土坡验证所提方法的有效性，并研究回归模型、相关函数模型以及训练样本对该方法精度的影响。结果表明：（1）该方法可以有效计算边坡的失效概率，并且比传统方法更高效；（2）构建克里金模型时，采用10倍随机变量数的训练样本即可得到满足计算精度需求的模型，而额外增加训练样本对计算结果影响较小。

摘要:旋挖钻进技术具有经济、快捷、环保等优点，在桩基工程中得到广泛应用，但常规旋挖钻机在钻凿硬岩（抗压强度>80 MPa）时，进尺非常缓慢。为解决采用旋挖钻进技术钻凿硬岩时进尺缓慢的问题，考虑到潜孔锤具有对硬脆性岩石施工速度快的优点，探索将潜孔锤与旋挖钻机组合使用。基于官井基地滑坡治理工程中抗滑桩的施工，对潜孔锤-旋挖组合钻进成孔技术进行介绍，对其碎岩成孔机理进行分析，验证了潜孔锤-旋挖组合钻进成孔技术的可行性，可为硬岩桩基工程的施工提供有益参考。

摘要:蓄水条件一定水头下的坝基覆盖层渗漏采用灌浆进行防渗处理时，面临水泥浆液抗动水冲释性差而被流水稀释分散、水流冲失以致灌浆难以成幕防渗以及耗浆量极大等难题。结合工程实践，本文研究了采用抗动水分散浆液、膏状浆液，遵循先堵后灌原则，上下游分排灌注不同浆液，解决了有压动水覆盖层防渗帷幕成幕及控制灌浆相关问题。工程应用效果好，为类似渗漏工程治理提供了重要的参考借鉴。

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