摘要:高性能孕镶金刚石钻头的研制是钻探工程尤其是深部坚硬地层提高钻探效率、降低钻探成本的关键手段之一。本文从钻头胎体、结构和制造工艺三方面综述了孕镶金刚石钻头设计与制造的新技术,针对钻头胎体设计,介绍了胎体对金刚石把持力的调控研究,特别是胎体强化和胎体弱化这两大方向,并阐述了胎体自润滑钻头的设计机理；从唇面结构和水路系统的设计等方面论述了孕镶金刚石钻头结构设计的新思路；讨论了典型孕镶金刚石钻头设计技术,分析了钻头制造工艺现存的问题,并认为未来采用3D打印制造复杂结构孕镶金刚石钻头具有广阔的应用前景。对及时了解和掌握国内外孕镶金刚石钻头设计与制造技术和理论的最新进展,加快高性能孕镶金刚石钻头的研发具有重要意义。

摘要:本文介绍了有序排列金刚石工具与传统工具对比的优势，以及有序排列金刚石工具发展的国内外现状。通过介绍有序排列金刚石工具在工程上以及地质油气勘探方面的应用，揭示了实现有序排列金刚石设计的方法，包括真空法、粘胶法、真空吸附多工位法及包裹球法，对我国深部固体矿产及油气勘探用金刚石钻头的设计与制造具有一定借鉴意义。

摘要:孕镶金刚石钻头高速回转钻进是深地硬岩取心钻进的主要方法之一，虽然其广泛应用于各个领域，但仍存在钻进性能不稳定、钻头磨损异常等问题，原因在于对钻头-岩石界面规律及动态磨损过程的认知仍然不够清晰。本文综述了目前对孕镶金刚石钻头碎岩力学响应模型的研究现状，总结了钻头磨损机制在不同钻进规程参数下与碎岩方式和钻进速度间的关系，孕镶金刚石钻头磨损失效机制可以概括为钻头-岩石界面二体磨损和三体磨损的循环过程。介绍了国内外学者对超过常规转速区间下临界钻进规程的研究，新规程的探索对孕镶金刚石钻头高速钻进的发展具有重要意义。

摘要:通过钻探取心获取原位天然气水合物储层岩心，并进行保压转移与测试，获取岩心物理、化学及力学性质等方面的参数，是开展海域天然气水合物勘查工作的关键技术方法之一。本文对国内外天然气水合物岩心保压转移系统的相关资料进行了汇总，从工作原理、结构特点和试验应用等方面进行了全面总结，系统梳理了天然气水合物保压转移与测试系统的研发现状，从兼容性、关键参数等多个方面对比了国内外典型岩心保压转移与测试系统，并针对国内天然气水合物保压转移系统的研发提出了建议。

摘要:孔底动力回转空气潜孔锤钻进技术在改善气体钻进条件下钻杆柱受力情况、提高定向钻进施工效率等方面具有广阔的应用前景。孔底动力回转空气潜孔锤可分为自回转式空气潜孔锤及气动螺杆驱动式空气潜孔锤两类，本文分别介绍了其发展现状、工作原理、技术特点、试验应用等情况，并分析了当前研究存在的不足，以期为进一步开展技术攻关提供参考。

摘要:非接触式端面密封运行稳定，端面之间无直接摩擦，能使密封寿命大大延长，作为各种旋转机械的轴端密封有着广泛的应用前景，对于深井、超深井钻探钻具的运行和钻井效率有着重要意义。非接触式端面密封以在端面进行构型设计的方式产生动压效应，提高密封的承载能力。本文阐述端面表面沟槽形状、端面变形、温粘效应和空化效应对端面密封的流体动压效应产生的影响，归纳总结流体动压效应理论、实验和应用的研究现状，并展望未来非接触式端面密封的发展方向。

摘要:干热岩资源是一种储量巨大的可再生清洁能源，我国的干热岩资源储量丰富，高效稳定开采干热岩是我国实现“双碳”战略目标的途径之一。干热岩开发主要是通过增强型地热系统完成。在干热岩开发时，岩石长期处于高温高压的水环境中，会出现岩石中不同矿物溶解/沉积的现象，造成裂缝堵塞或者管道结垢等问题。同时，在水与干热岩进行接触换热的过程中，水岩作用还会对岩石的力学性质产生影响，诱导岩石微孔隙生成、裂隙扩展，使岩石劣化损伤程度加剧，力学性能下降。本文分析了干热岩开发过程中高温高压条件下水岩作用引起的问题，阐述了水岩作用的机理，总结了当前水岩作用的实验方法以及数值模拟方法，最后对未来干热岩开发中水岩作用的研究方向进行了探讨，为今后干热岩长周期高效安全开发提供一些理论参考。

摘要:干热岩型地热作为一种大储量的清洁能源，在日趋严峻的环保形势下，正在逐渐影响着世界能源格局，并成为学术界、政府和企业关注的焦点。开发花岗岩型干热岩需要建立增强型地热系统（EGS），其核心是向储层钻井并压裂形成一定规模的裂缝网络，构建注入井和生产井的循环回路来提取热能发电。从瑞士Basel EGS工程、韩国Pohang EGS工程等花岗岩型干热岩EGS压裂工程案例可以发现，诱发地震已成为制约花岗岩型干热岩开发的关键因素，其原因在于未明确大尺寸高倾角结构面的具体位置，无法预测压裂液在压裂过程中的流动方向，导致压裂液进入此类结构面造成结构面滑移从而诱发地震。本文将针对此问题通过查明干热岩所在储层的信息对开发花岗岩型干热岩控震压裂人工热储建造方法进行介绍。

摘要:在新一轮战略找矿行动中，为了更好地完成大量的钻探工作，减少冲洗液的漏失，降低钻探施工成本，应加强膨胀堵漏材料的研究和应用。本文综述了吸水膨胀材料、吸油膨胀材料、形状记忆形变堵漏材料的合成方法；为适应钻孔堵漏的需求，提高膨胀材料的强度、抗盐性以及延迟膨胀技术；采用膨胀堵漏材料进行堵漏时的施工工艺。为膨胀堵漏材料的推广应用提供指导。

摘要:声频振动钻机取样过程中产生的能量对钻机钻进系统的稳定性、效率及寿命有着重要影响。综述了国内外声频振动钻机取样技术的发展，阐述了声频振动取样系统动力学建模方法和影响系统能量传递规律的参数研究现状，并对未来研究趋势进行了展望。认为在取样钻机钻进系统能量传递研究中，需要注重振源参数、结构参数和地层参数对取样钻机钻进系统能量传递影响的深入分析。合理优化参数并改进结构以达到提升取样性能和能量传递效率的目的。

摘要:声频振动钻机由于其不使用钻井液、对地层无污染等优点，广泛应用于环境调查领域。声频钻机的双偏心轴若在高速下达到同步状态能够极大地提高钻进效率。从常见的流量与负载同步结构与原理以及其同步精度和优缺点等方面系统分析了声频振动钻机双偏心轴的同步机理，提出了解决高转速下的同步思路，以期为其完善和提升提供参考。

摘要:南极地区资源的开发和利用是世界能源可持续发展中的重大课题之一。在极地钻探装备研究中，密封技术是决定钻探装备能否安全、高效、经济运行的关键性技术。在此背景下，本文分析了极地钻探装备密封现存的问题，根据密封材料和密封技术的新发展，综合考虑到密封结构、材料的力学性能和极地低温钻井工况，指出了极地钻探装备密封目前常见的失效形式，并综述了已有改进方案，系统归纳了国内外现有极地装备类型及其技术特点，剖析了国内外之间存在的技术差距。

摘要:为了满足南极科学钻探的需求，获取南极内陆深冰层下的基岩样本，需要从耐温和保温两方面提升南极钻机抵御极寒气候的能力。为了应对运输过程以及工作过程中裸露件面临的低温挑战，需要对钻机传动轴、密封材料、钻井液进行耐低温材料的选择，而钻机主体在工作过程中应处于一定保温载体和保温材料的整体保温加热环境中。本文对南极钻机的耐温材料和保温方式进行了综述和优选，认为应尽快设计建立低温地质钻机的系统保温方案和评价体系，丁腈橡胶是一种适用于南极钻机的低温密封材料，丁酸乙酯和丙酸丙酯等小分子酯是南极内陆钻探潜在的钻井液，以保温集装箱为主体多种加热方式共同作用为保温加热形式。对保证钻机能够在南极内陆的恶劣工况下保持正常稳定的工作具有一定意义。

摘要:极地地质钻探是获取地层样品、研究极地地质和气候演变等的重要手段。钻遇脆冰层、暖冰层和冰岩夹层等复杂冰层时，易出现孔壁失稳问题，尤其是冰孔液压致裂，造成钻井液流失和钻孔事故。针对冰孔裂缝萌生和扩展问题，基于近场动力学方法（PD），建立了冰孔裂缝模型，实现了对冰孔周边连续和非连续空间的统一描述，避免了经典连续介质力学微分方程在裂缝尖端的奇异性，分析了裂缝动态扩展过程，探究了液压和断裂韧度的影响机制。实例研究表明，孔内液柱压力促进裂缝萌生和扩展，液压从4.0 MPa增加到6.0 MPa和8.0 MPa，冰孔裂缝萌生和分支数量显著增加，裂缝体积占比从4.88%增加到9.61%和12.54%。断裂韧度阻碍冰孔裂缝扩展，从 加到 和，裂缝体积占比从13.72%降低到12.13%和9.61%。基于近场动力学的冰孔液压致裂分析表明，钻遇韧脆转换冰层时，应及时调整钻井液密度和液柱高度，控制孔内液压，保证安全高效钻进。

摘要:南极冰层下基岩取心，对于研究南极冰川形成的历程和全球气候变化等方面具有重要的意义。钻遇冰层和岩层的倾斜交界面时，极易发生孔斜，影响基岩取心的质量甚至成败。本文分析了钻头在冰岩界面钻进过程中的受力状态，探究了地层倾角、钻压、转速、机械钻速、单位体积切削功等因素对钻头受力及孔斜规律的影响。最后，基于满眼防斜的原理设计了针对冰岩界面防斜的垂直入岩装置。

摘要:微生物诱导碳酸钙沉积（MICP）技术为地质钻探行业解决破碎地层孔壁失稳难题提供了有益借鉴，探究微生物在钻井液环境条件下的生长规律是成功应用MICP技术解决破碎地层孔壁失稳的首要前提。因此，本研究检测了pH值为7.0、7.4、7.8、8.2、8.6、9.0、9.4、9.8、10.0条件下巴氏芽孢杆菌在生物聚合物（XC）钻井液中的生长情况，对其生长规律进行分析和拟合，并构建了其生长预测模型。结果表明：在实验设定的pH值条件下，巴氏芽孢杆菌均能正常生长。综合比较各模型的回归系数、均方误差、赤池信息量准则、准确因子和偏差因子可知，修正Gompertz模型更适合描述巴氏芽孢杆菌在XC钻井液中的生长情况，Arrhenius模型更适合描述pH值对XC钻井液中巴氏芽孢杆菌的最大比生长率的影响规律。研究结果为利用MICP技术稳定破碎地层孔壁的成功应用奠定了良好的理论基础和提供了科学依据。

摘要:防聚剂（AAs）可以降低深水油气输送管线和钻井作业中水合物堵塞风险。AAs吸附在水合物颗粒上使其分散从而防止聚集，但AAs对水合物的成核和生长影响尚不清楚。因此，本文研究了油水体系中一系列AAs对甲烷水合物形成动力学的影响，获得了体系中水合物的诱导时间、形成量和形成速率。结果表明，在纯水（100%）和高含水率（95%）油水体系中，AAs会促进水合物的形成；而在相对较低含水率（20%和60%）油水体系中，AAs会减缓甚至完全抑制水合物的成核和生长，这可能主要是由于AAs的传质位阻效应。该研究将有助于揭示AAs对水合物防聚的动力学抑制机制，对多相流混输和深水油气勘探的安全实施具有重要意义。

摘要:水力压裂开采干热岩是目前干热岩资源开发普遍优选的方法，本文在阐述其应用现状及特点的基础上，分析了水力压裂技术应用于干热岩资源开发存在的技术问题及诸多不确定因素。提出了注入井水平对接与压裂组合开采方案以及注采井水平对接开采方案，分析了两种方案涉及的技术可行性。

摘要:微观孔隙结构对页岩油气藏的勘探利用具有重要意义。以松科二井深层泥页岩试样作为研究对象，进行了热、液作用下的泥页岩力学特性和孔隙变化研究。采用场发射扫描电镜（SEM）、高压压汞、CT扫描等实验方法，对饱和和加热处理的泥页岩进行了微观孔隙特征对比研究。结果表明：该泥页岩试样主要孔隙类型包括微裂隙、粒间孔、粒内孔等，其中发育较多的微纳米缝，主要尺寸区间为20~400 nm；饱和湿度、高温加热均会降低泥页岩的孔容、孔隙率以及渗透率，且温度越高影响越明显，饱和试样纳米级孔隙收缩减小，1~35 μm占比增多，大于35 μm孔隙占比减少，内部宏观裂缝被吸水膨胀矿物填充；加热试样纳米级孔隙向两侧开裂，40~100 nm孔隙转化为数百纳米甚至微米级孔隙，1~50 μm孔隙占比增加，内部宽大裂缝被填充形成细小圆孔裂缝。同时借助计算机软件对CT扫描所获取的泥页岩样品进行三维孔隙模型的重建，以提供更加清晰、逼真的立体化展示和对泥页岩表面及内部微观孔隙进行定量研究。

摘要:地质导向是当前钻探智能化的核心组成部分，但当前地质导向中关键的地层识别还缺乏算法模型支撑。本文采用深度学习算法，基于四川威远区块实际采集的井身轨迹参数数据、测井数据，建立了能够实时预测钻遇地层的算法体系。该体系首先通过时序预测算法完成对后续井身轨迹的预测，其次基于该预测值实现对地层伽马值的预测，最后根据地层伽马值完成对钻遇地层的类型识别。为提高整个算法体系预测准确性，各环节采用多种算法进行对比，结果证明采用循环神经网络训练的实时预测，随机森林预测伽马值回归，支持向量机预测地层分类的训练效果最好，预测和识别精度分别达到了0.81、0.83、81.8%。地质导向过程中对实时钻遇地层的预判，为现场提供数据支撑以及辅助判断的手段，帮助实际工程更可靠有效地实现地质目标。

摘要:为探究液柱压力对井壁稳定性的影响，研究井壁围岩在井内液柱压力及地应力作用下的受力特征及裂纹扩展模式，采用三轴围压水压试验的方法，改变围压以及井内水压的方式对细砂岩进行室内试验，并通过CT扫描的方法进行内部裂纹观察。研究表明：（1）围压一定时，细砂岩的偏应力-应变曲线的各阶段变化趋势受孔内水压的影响较大，且峰值强度、残余强度、轴向峰值应变与围压、孔内水压均呈正相关。孔内水压的作用延缓了细砂岩的压缩屈服阶段受力破坏的过程，增加了细砂岩的延性破裂程度。（2）CT扫描发现一定围压作用下，细砂岩的主剪切破裂面与轴向的夹角呈现出随着水压的增大而减小的规律，且剪切裂纹轨迹由岩样外侧逐渐向中心孔壁靠近偏转；（3）随着水压的增加，孔内岩块塌落方式由集中塌落转变为零散塌落；水压越大，孔内的岩块塌落面积和塌落度越小。提升水压到合适强度，可以提升井壁稳定性，减小井壁失稳发生的可能。

摘要:振动碎岩具有能量消耗量低、所需轴向压力小等特点。为提高碎岩效率同时降低成本，进行了振动-加压相结合的碎岩模式研究。本文以红砂岩为研究对象，围绕动静复合加载条件下球齿侵入导致的红砂岩内部裂纹扩展规律开展研究。结果表明，球齿下岩石的破碎程度随着动、静载荷的增大而变大，并且只有当组合载荷峰值达到100 kN时，岩石才会发生明显的体积破碎。在破岩初期，当载荷较小时，岩石倾向于发展为侧向裂纹，岩石损伤成“宽而浅”特点。随着载荷的增大，岩石更倾向于发展中间的深部裂纹，而后才倾向于发展侧向裂纹，即呈“窄而深”的特点。岩石破碎的各项指标受各载荷参数的影响程度存在差异：即在相同的幅值增量条件下，增加动载幅度导致的破碎程度要大于增加相同静载荷时的破碎程度。以上结论可为提高动静载复合破碎硬岩效率、攻克硬岩钻进技术难题提供重要支撑。

摘要:在石油钻井、隧道开挖等领域经常遇到关于岩石切削的问题，岩石切削问题的研究成为提高机械开采效率的重要突破口。针对钻井过程中锥形齿切削岩石的塑-脆性破碎机理这一科学问题，以提高钻进效率为最终目的，通过实验测试岩石力学参数和离散单元法（PFC2D）建立了锥形齿平行切削岩石的数值模拟，研究岩石切削过程中在不同切削深度下的切削形貌、切削力、破岩比功等。结果表明：（1）岩屑先产生宏观剪切裂纹形成半脱落岩屑，后于薄弱处发生张拉失效导致岩屑弹出，并且在切削深度较浅时产生小尺寸岩屑，在切削深度较深时产生大尺寸岩屑。（2）研究了不同切削深度下产生岩屑时的切削峰值力，发现与Nishimatsu的峰值力模型更加符合，与切削深度呈线性增长的趋势。（3）切削力的峰值基本对应裂纹的激增，随着切削深度的增加裂纹图中台阶数会随之减少；破岩比功与切削深度在一定范围内呈正相关，并可以根据的关系图将切削过程划分出塑性破坏阶段、小碎屑阶段、脆性破坏3个阶段。

摘要:针对铝合金钻杆材料耐磨性差和耐腐蚀性差，以及坚硬地层钻进难等钻探难题，本文研究了玄武岩纤维对7075铝合金钻杆材料和WC基金刚石复合材料的性能影响，通过粉末冶金和热压烧结制备了铝基复合材料和胎体，并对其性能进行测试和研究。结果表明，玄武岩纤维/7075铝基复合材料的力学性能和耐腐蚀性能得到提升，玄武岩纤维的加入降低了胎体的磨耗比，提升了胎体的密实度、导热系数和金刚石把持力。本文还对玄武岩纤维在套管和油管领域的应用研究进行了总结和展望。

摘要:随着油气资源开采深度的增加，常规螺杆马达无法解决其组成部件的橡胶衬套高温失效问题，设计全金属螺杆马达具有重要的意义。本文选用7LZ178全金属螺杆马达，从其定子、转子端面线型设计与定子、转子间隙配比2个方面分析其对于马达的性能输出的影响。从螺杆马达端面线型入手，对比分析了4种线型形成原理以及优缺点。选用普通内摆型定、转子线型建立了三维模型，进行流体仿真，简要分析了螺杆马达随定子、转子间隙改变压力、扭矩等输出参数变化情况。探究全金属螺杆马达在不同间隙值下的压降变化趋势，为确定对应设计参数下螺杆马达间隙配合的最佳范围提供了参考意义。

摘要:聚晶金刚石复合片（PDC）凭借硬度大、弹性模量高、热导率高、各向同性且具有很好的耐磨性等显著优势，广泛应用于地质勘探和石油钻探行业。近年来，随着深井、超深井的增加，PDC开始应用于螺杆钻具的传动轴轴承中。本文以螺杆钻具传动轴上的PDC推力轴承为研究对象，从静力学和PDC轴承材料自身工艺角度出发，运用SolidWorks Simulation软件开展有限元分析，探究PDC推力轴承在不同静压力、温度、扭矩、焊缝宽度下的失效形式。对仿真结果进行方差分析表明，温度、扭矩和焊缝宽度对PDC推力轴承失效有显著性影响，其中，温度对PDC推力轴承在3个方向上的变形呈现高显著性影响，扭矩对轴承在x、y两个方向上的变形有显著性影响，焊缝宽度对轴承在x、z两个方向上的变形有显著性影响。

摘要:我国“嫦娥“工程第三期已经实现对月球的探测及取样。针对进一步月球深部的可行性探索，本文基于月面深部钻进钻头及钻进规程的优选问题，设计正交试验。分析钻头类型和钻进规程参数对钻进效率和功耗的影响。试验结果表明，PDC钻头以高达3.98 mm/s的钻速及中等的钻进功耗远优于其他类型的钻头。从试验因素的影响程度、取心效果和排屑能力的角度研究钻进规程引起的钻进效率和功耗的变化，结合理论模型得出转速、钻压和泵量与钻速和功率之间的关系。针对试验结果初步优选出最佳钻头类型和钻进规程组合，为后续钻进试验提供技术支撑。

摘要:月球一直以来是人类太空探测的主要对象。月球钻探是获取月球地层信息最为直观的方法，也是人类探测月球主要的手段之一。本文介绍了目前国内外月球钻探的技术现状，归纳出月球钻探的主要技术挑战，并以此针对性研制了月球钻探模拟试验台以及相关试验钻杆。通过开展针对不同螺距、钻压、转速、冲击频率等参数的钻探试验，总结出适用于月球钻探的工艺参数及适配钻杆。最后，本文结合模拟试验结果，对未来月球钻探技术的发展进行了思考，以期对相关研究提供有益的借鉴。

摘要:西部重大工程建设勘查面临“地形险峻、陡倾构造、生态脆弱”等恶劣的环境条件，采用竖向钻探无法实施，采集的地质信息不全，水平定向钻探和综合测试技术是解决重大工程长大深埋隧道勘察难题的关键技术。但超长水平绳索取心钻进存在陡倾构造地层多变轨迹控制难、高寒缺氧地层破碎钻机动力不足及生态环境保护要求高等问题。本文介绍了系列化水平定向取心钻探装备、多参数全方位无缆测井系统和水平绳索随钻轨迹控制等技术装备的研发进展，以及成功在川藏铁路及引大济岷工程中的应用，在西部高原地区起到示范与推广作用。

摘要:将长距离水平定向钻探技术运用于岩土工程勘察，可有效弥补垂直钻探方式的不足，且其导向性能好，勘察精度较高。本文结合引江补汉工程输水隧洞岩土勘察工程，梳理出钻机、随钻测量设备、钻具等的使用情况，并提出钻进实施过程中的“取心钻进+定向钻进”交替进行的长距离水平复合定向钻进施工工艺方法，最后对实际施工过程中施工难点及应对措施进行介绍。

摘要:在千米级绳索取心水平孔钻进中，开展水平孔定向纠斜及测井技术研究示范，创新形成超深水平定向钻孔绳索取心纠斜工艺技术，实现了千米级深孔的钻孔轨迹精准控制；采用钻杆内水力投送物探测试设备和钻孔电视设备的工艺，有效解决了超长水平钻孔投送难、测试难、提出难三大难题，形成了小口径超长水平钻孔综合测井技术体系；成功完成孔深925 m的水平定向钻探孔钻进任务，精准进入地质目标靶区，实现了勘察目的。

摘要:地质钻探遇到完全漏失地层时经常采用顶漏钻进和水泥堵漏。提出顶漏钻进可采用孔口长流水、倾倒高稠度浆液、倾倒制泡浆液、钻杆涂抹润滑脂（膏）等干孔段应对措施，水泥堵漏添加抗分散剂、促凝早强剂、缓凝剂、水泥球胶合剂等应对措施。研发了钻孔堵漏小球，从结构特点、操作流程及原理特征进行了说明和探讨，拟解决传统惰性堵漏材料“大颗粒易架桥但不易进裂缝，小颗粒易进裂缝但难承压”的矛盾。

摘要:滇东北地区二叠系茅口组灰岩地层十分破碎，存在井漏、塌孔、钻具放空等事故风险。在该地区以往钻井施工过程中采取套管护壁方法进行处理，成本较高、劳动强度大。在页岩气调查井云大地4井施工过程中试验应用X-A成膜钻井液体系，对茅口组灰岩地层掉块、坍塌、地层压力失衡等情况起到很好的抑制和平衡护壁作用，有效地解决了可能出现的各类工程风险，岩心采取率大大提高。

摘要:孔壁稳定性是钻孔顺利钻进的重要条件，合理的护壁工艺可有效地保持孔壁稳定，尤其是复杂地层钻进过程中更是需要采用适合的护壁工艺来保持孔壁稳定以达到顺利钻进的目的。湘南1号深钻施工过程中多个孔段地层极为破碎，出现了严重孔壁失稳问题。通过分析地层及现场施工工艺后，针对不同孔段，形成了一套系统的护壁方案。通过现场实际护壁效果对比发现，冲洗液在轻微漏失工况下的护壁效果较好；跟管钻进工艺适合于快速穿越局部极破碎地层；水泥球混合水泥浆对极度破碎地层护壁有良好的效果。不同的护壁工艺各有优缺点，在实际钻探过程中针对性的选用高效护壁工艺对提高钻进效率有着重要意义。

摘要:辽宁丹东3000 m科学深钻项目是国家重点研发计划“辽东/胶东矿集区深部矿产勘查与增储示范”项目下设子课题的核心任务工程。本文介绍了辽宁丹东3000 m科学深钻的施工概况及其应用的多项关键技术。通过采用HXY-8VB改进型变频立轴钻机、加长钻具配套防堵内管及快速打捞矛等新机具，开展高效金刚石取心钻头研究及应用，进行深部地质钻探钻进过程流式大数据分析与动态预处理系统的应用，优质高效的完成了全部钻探施工任务，创造了辽东地区非煤固体矿产勘查第一深孔纪录。为验证该地区成矿条件，评价区域3000 m以浅金资源潜力提供了有力支撑，同时，也为特深孔钻探施工提供了技术借鉴。

摘要:ZK4816孔是首个在岷县寨上金矿区实施的千米以深钻孔。针对矿区复杂地层钻进难、护壁难等问题，通过实施深孔岩心钻探工程，同步开展了钻探技术研究与实践，成功应用了广谱冲洗液、加大口径钻具、定向钻进等技术措施，钻进深度达到1172.88 m。广谱冲洗液与植物胶冲洗液相比护壁周期提高了3倍，采用加大口径钻具钻进可形成大环状间隙，大幅提升冲洗液携带粗颗粒岩粉的能力，“广谱冲洗液+加大口径钻具”技术的应用有效保证了深孔施工。为下一步复杂地层深孔岩心钻探工作提供了参考依据。

摘要:内蒙古哈达门矿区地质条件复杂，区内矿层上下盘为绿泥石化蚀变带，厚度几十米至上百米，涉及破碎、漏失、水敏性地层多，钻探施工中缩径、漏失、坍塌现象普遍，严重影响了钻进效率。本文以该矿区ZK20312钻孔为例，经过2次废孔后，结合钻进难点提出了有针对性的解决措施，通过科学设计孔身结构、合理配置冲洗液、合理制定孔内事故应对措施，在第三次施工时取得了良好的效果，各项质量指标均符合设计要求。全面总结了该类型复杂地层的施工经验，可为其他类似条件施工提供参考。

摘要:南秦岭镇安西部地区是钼钨多金属找矿重点区域，该地区地层大部分为灰岩、白云岩，地形切割大，地势陡峭，岩溶发育，钻孔施工过程中所遇溶洞较多，构造十分发育，钻孔见断层构造带较多，局部岩心破碎，孔内坍塌掉块严重，深孔施工较为困难。施工过程中，通过优化钻进参数，采取各种堵漏措施填补溶洞，调配冲洗液处理孔内坍塌掉块，调整冲洗液密度处理深部涌水，解决构造带岩心采取困难等诸多施工难题，提高钻进效率。ZK5201钻孔找到矽卡岩型钨矿化带和印支—燕山期花岗岩隐伏岩体，顺利完成钻探施工任务，采用绿色勘查方法，确保钻探施工现场及周边水体不受污染，施工经验可为以后该地区同类型深孔钻探提供参考。

摘要:鄂尔多斯盆地纳岭沟铀矿床勘探钻探施工存在松散砂岩岩心取心率低、卵砾石层钻进缓慢、泥岩地层钻进效率低和钻孔易偏斜问题。通过采用多种采心方法、冲洗液维护、优化钻头的使用和合理钻具级配等技术措施，在保直防偏、提高岩心采取率、提高卵砾石和泥岩地层钻进效率方面取得了很好的效果。较好地解决了施工中遇到的难点，提升了钻进效率和钻孔质量，积累了更多的砂岩钻探施工的经验。为今后在鄂尔多斯盆地北部砂岩型铀矿钻探施工提供了经验。

摘要:找矿深度不断加大是矿产勘查的显著特征，贵州省松桃县高地锰矿最深钻孔2001.68 m，最浅1486 m。施工主要难点为孔内事故预防、孔斜控制等。从钻孔设计、设备配置、钻进工艺、钻进参数及泥浆配置等方面着手，为项目的推进提供保障措施，总结出了贵州省高地锰矿深孔钻的偏斜规律、防斜措施及最有效的施工方案，为今后贵州省锰矿深孔钻探施工提出技术意见。

摘要:贵州松桃县高地锰矿找矿工作已全面进入勘探阶段，勘探网距为200 m×300 m，对钻孔质量要求十分严格：终孔靶点偏差不超过勘探网距的1/4，即平行勘线方向不超过50 m，垂直勘探线方向不超过75 m，对于勘查区设计孔深均超过1400 m（最深钻孔达到1950 m）的深孔而言，这种要求远远超过地质岩心钻探规程要求。贵州省地质矿产勘查开发局局属施工单位根据多年深孔施工经验，从钻机基座建设、钻孔结构及钻具组合优化、钻进参数调整、单扩孔器纠斜等方面采取保直防斜技术措施，取得了较好的效果。

摘要: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。

摘要:甘肃金川公司坑道小口径岩心钻探施工存在地质条件差，施工效率低，新开展的二矿区深部找矿钻探工程普遍月台效不超过150 m，钻孔事故率和报废钻孔多。主要原因是钻遇蚀变地层时围岩压力大和钻孔涌水造成的孔壁失稳引发的孔内事故多，泥浆护壁效果不理想，扫孔经常会发生钻具断裂和出现新孔现象，施工孔深大于300 m的钻孔时普遍会遇见卡钻、埋钻事故。本文依据该矿区施工经验提出钻遇高应力、蚀变性强的复杂地层时的经济实用处理方法：跟管钻进、泥浆调配、高压注浆及卡钻事故处理。其中，高压注浆在小口径岩心钻探复杂地层施工中应用较少，在合适的地层通过注浆既可以减少套管使用数量，还可以提高孔壁稳定性，是一种实用性强和值得推广的技术方法。

摘要:河南省绿色勘查实施情况不太理想，急需通过绿色勘查示范工程的建设，规范勘查工作的全过程。通过河南某金矿生产勘探项目绿色勘查技术的研究与实践，从设计上探索了“以钻代槽”、“一基多孔，一孔多支”技术；在施工方面，从钻机的选型、设备的搬迁、场地的建设、冲洗液的配置和管理以及场地的修复等方面全面研究和探索了绿色勘查技术，总结了一套适合豫西南地区的绿色勘查工作流程，即从设计上采用先进的绿色勘查理念，减少勘查工作对植被的破坏；施工中尽量采用可拆卸的模块化钻机及轻便式配套设施、设备的搬迁采用便携式搬迁设备，施工场地的建设尽量选用轻便的、可移动的、可重复利用的设施，减少占地面积，施工中产生的垃圾及废浆集中运至有处理能力的单位集中处理，在最大程度上减少占用土地、植被破坏和对环境的影响。通过示范项目的实施形成以点带面营造示范带动效应，将绿色勘查的成功经验逐步推广到以后的项目施工中。

摘要:雄安新区地热资源丰富，其深部蓟县系雾迷山组碳酸盐岩热储是目前首要的目标储层。其碳酸盐岩热储高度发育地裂隙网使得钻井中存在钻井液严重漏失与储层伤害问题，导致地热井产能下降。为在实现地热钻井裂隙封堵的同时不伤害热储层，从而最大程度地提高地热井产能，本文提出应用温敏型形状记忆聚合物对温度响应的形状记忆特性以实现雄安新区裂隙型碳酸盐岩热储钻进过程中屏蔽暂堵。温敏型形状记忆聚合物既能够有效地应对雄安新区目标热储由于裂隙发育而造成的钻井液漏失问题，在地热井生产时又能够完全离开储层裂隙从而最大程度实现热储保护，是一种具有发展潜力的裂隙型热储屏蔽暂堵技术，为雄安新区高效地热钻井及热储保护技术提供一种新的技术手段。

摘要:D19井是雄安新区地热清洁能源调查评价项目中的一个勘探井。钻探施工过程中，对多种钻进工艺、钻具钻头、钻井液等关键技术进行研究应用，提高了深部地热钻探施工效率，解决了D19井中复杂地层钻进困难的难题，实现了对目标热储层的保护，顺利地完成了钻探施工任务，通过测录井及抽水试验等手段查明了地质构造及热储特征。文章对D19井钻探关键工艺技术及成果进行了总结，可以为类似钻探项目提供技术支撑，有利于推动深部地热钻探的发展。

摘要:雄安新区地热勘探D16井针对雾迷山组和高于庄组2个热储层在确保钻井施工井内安全的前提下，实施分层抽水试验，首次获得了2个深部基岩热储层的水文地质试验成果。为后续雄安新区地热勘探井钻井施工和水文地质勘查探索了基本技术程序，制定了工作样板，对雄安新区规范实施地热勘探具有重要意义。

摘要:地热资源是一种清洁、安全、可靠、稳定的可再生能源。LQDR-1是一口地热温泉井，设计井深3500 m，实际完钻井深3201.2 m。热储属于裂隙型，设计靶区范围较小，钻井的针对性、目的性比较强，且地层倾角大、可钻性差。在一开、二开井段，为减少井底水平位移，提高中靶率，LQDR-1井采用了塔式+钟摆钻具组合，通过优化钻具组合及钻井参数，全井保持了较低的井斜和较高的井身质量。在三开、四开井段，采用气举反循环钻井工艺钻进热储地层，一方面可以解决大口径多开次地热井环空携岩能力较差问题，另一方面可避免或减少伤害储层，保持地层最大出水能力，提高单井出水量。

摘要:WLCK1井是一口探采结合矿泉水勘查井，井深201.38 m，勘探终孔直径150 mm，钻遇地层为侏罗系中统上沙溪庙组，揭露两条矿泉水特征水质指标差异大的富水断裂构造带。勘查井实施中需解决工艺/材料不污染地层、实时准确获取各出水层位置和涌水量及矿泉水界限特征指标、克服大涌水含水层对最优价值矿泉水资源含水层和成井结构确定及成井时水泥固结封隔等技术难题。施工中根据钻遇地层结构特征采用空气潜孔锤（复合片）钻进工艺、铝酸盐水泥固井、套管临时止水与多层次抽水及内插法固井等有效技术措施，保证了勘查井成井质量和最优价值矿泉水资源的获取，对类似矿泉水勘查井施工有重要借鉴和参考意义。

摘要:在豫东地区新近系地层成井，传统的投粒成井工艺和新兴的不投粒成井工艺都在应用。本文通过对区域内位置相邻、深度相近、井身结构相似、取水层位相似的多口水井的出水量进行了对比，通过对地层因素、钻孔直径、洗井方法以及成井工艺因素进行分析，找出在特定条件下影响出水量的主要原因。为不同区域选择合适的成井工艺提供参考。

摘要:为准确测得不同含水层的地下水位埋深、涌水量，新疆东疆煤炭基地地下水勘查项目在一个水文地质勘探孔内使用管内止封器进行管内止水，通过分层抽水试验，获取了不同含水层的水文地质参数。在一个水文地质勘探孔分别做不同含水层3个落程的抽水试验，解决了需通过实施2个勘探孔才能获取不同含水层水文地质参数的问题，节省了井管、砾料等材料的费用，缩短下管、填砾时间，加快了施工进度。

摘要:田页1井是部署于重庆南大巴山弧形褶皱带南部田坝背斜核部的一口页岩气地质调查井，设计目的为完成南方海相页岩地区页岩气有利目标区优选及新层系探索工作，采集矿权区内页岩的基础地质数据。施工中针对该井开孔岩层陡倾致设计倾角变更、页岩水敏性强产生井壁剥落失稳、井内地层高压和H₂S、CO气侵腐蚀、诱发井喷等问题，通过高密度钻井液技术与CHD127 mm绳索取心技术应用配合，采用陀螺测斜仪结合偏心锲稳斜定向，增加了钻杆接头壁厚以提高钻杆强度，较好地解决了高压溢流、钻杆折断、H₂S与CO气侵等安全隐患，很好的控制了井斜，顺利完成该井地质调查取心任务。该井施工的技术经验可供同类型工程参考。

摘要:为了探查松辽盆地北部地区的地层情况，评价预测石炭—二叠系的油气前景，我队在该地区参与实施了4口油气地质调查井，设计井深均为2000 m。我队运用小口径绳索取心钻进工艺进行全孔取心，在取心率和取心质量等技术指标上都圆满完成了设计要求。由于松辽盆地北部地区为盆地沉积地层，地层情况复杂，大部分为泥岩、砂岩地层，易水化，发生坍塌、掉块、缩径等复杂井内事故，影响钻井事故进度和取心质量。为保证钻井的顺利实施，我队在钻进过程中，根据钻进地层情况，进一步优化钻具组合和钻进参数，选择护壁性能强的成膜防塌冲洗液体系，圆满完成了钻井施工任务，取得了较好的钻探成果。

摘要:为提高煤层气资源开发利用效率，针对常规远端伽马和EMWD仪器判层不及时，薄煤层分辨率低，井眼轨迹易出层等难题，提出一种基于近钻头地质导向的高效钻进技术。以山西省沁水盆地某煤层气区块为工程实例，对区块内布置的多口水平井施工情况、应用特点及效果等进行阐述，总结出一套可推广、可复制的煤层气水平井高效钻进技术工艺，包括采用柔性钻具组合、选择合理钻进参数、结合井眼轨迹精细化控制技术等，为煤层气高效开发利用提供技术参考。

摘要:罗布泊盐湖深部钾盐科学钻探2号井（LDK02孔）完井深度为1200 m，是罗布泊盐湖区第一口深部钾盐参数井。通过对松散层取心、高矿化度卤水钻井液、闭合定深取样技术的成功应用，解决了卵砾石层及砂层取心、粘土层井段易缩径卡钻，钻井液盐浸井壁掉块不稳定、坍塌等恶性孔内事故。同径止水工艺简化了钻孔结构；定深取样技术保持水样原组分相对稳定，对研究本区不同深度富钾卤水分布及时空演变奠定了基础。

摘要:JG-2井是为进一步查明云南思茅盆地勐野井组钾盐资源而布置于景谷凹陷的调查井，地层岩性主要为泥岩、砂岩、泥砾岩和石盐等，在施工中存在井壁坍塌、缩径、钻头泥包、超径、岩心溶蚀、石盐矿层中机械钻速低、砂岩裂缝性漏失等问题。通过使用“无钾镁基饱和盐水钻井液”关键技术、改进钻头结构及使用PDC钻头、采用桥塞堵漏方法，较好地解决了岩心溶蚀、漏失、钻头泥包、钻探效率低等问题，最终完钻井深1829.44 m，完钻口径133 mm，盐层矿心采取率97.38%，取得了优质的钾石盐岩心和钻井质量。其施工技术经验可为以后同类工程提供借鉴。

摘要:瑞13A井是建立一进两出或两进一出的采卤方式采卤的一口绿色矿山采卤对接井，设计井深1138.3 m，实际完钻井深1285 m。主要地层为新统官庄组、丰县组、古近系，主要岩性为粉砂岩、泥岩与泥质胶结为主的细砂岩、泥灰岩。夹有一套含有盐类矿物的沉积岩系，岩石类型主要为氯化物岩、硫酸盐岩（硬石膏、钙芒硝）、碳酸盐岩（白云石）及泥质岩、粉砂岩。施工过程中存在坍塌、掉块、摩擦阻力大、地层易缩径等复杂难题。现场优选了YZ（高效抑制剂）、RH（高效润滑剂）等，形成了饱和盐水强抑制防塌冲洗液体系，密度1.25~1.35 g/cm³可调，润滑系数<0.1，滤失量≤5 mL，流变性能好，抑制防塌效果好，取得了较好应用效果，保证了项目的顺利实施。

摘要:填砾式钻孔结构（一次成井工艺）作为砂岩型地浸采铀工艺钻孔的主要钻孔结构，在国内多个铀矿区进行了应用，但在应用过程中过滤器易堵塞损坏、所需洗井时间长、钻孔使用寿命短等问题也逐渐凸显出来。本文对填砾式结构钻孔存在的问题进行分析，针对问题产生的原因，从钻孔结构、注浆技术、含矿含水层切割技术、内置过滤器安装、逆向投砾等方面进行施工工艺革新，形成了新型开窗式切割钻孔施工工艺。在新疆某铀矿床进行了规模应用，效果良好，较好地解决了填砾式钻孔施工工艺存在的问题。

摘要:活塞压入取心工艺采用钻井液静压力作为动力，岩心内管直接插入地层完成取心，避免钻井液直接冲刷岩心，没有钻具回转对岩心造成的影响，该工艺方法可以大大提高海洋浅表软弱地层的岩心采取率和岩心采取质量。国外海洋科学钻探中对该类型钻具进行了研究应用，取得了良好的使用效果。通过对活塞压入取心工艺的研究，取得设计和使用经验，解决活塞压入取心工艺的关键问题，形成针对海底表层取心的工艺方法，为海洋钻探提供技术支撑。

摘要:地质钻探施工时起下钻更换钻头，需要占用大量时间，且存在一定的安全隐患，大大影响钻探效率，采用不提钻换钻头钻进技术可以很好地解决这个问题。以S95绳索取心钻杆为使用平台，沿用BH-75钻具基本结构，并针对其存在问题，研制BH-95规格的不提钻换钻头钻具，同时根据BH-95规格钻具的具体结构完善BH-75钻具，提高了BH系列钻具的承压能力和钻具收敛（投送）稳定性，增设了自动除沙机构等。将该技术在江西省宜春市桃地1井（地热井）进行了现场应用，在孔深680.65~704.25 m进行了不提钻换钻头，钻具到位张开成功率100%，岩心采取率达到99.4%，岩心质量好，最大限度减少了起下钻次数，有效预防了起下钻引发的孔内事故。不提钻换钻头钻进技术为深孔地质勘探中钻进强研磨性、“打滑”、软硬频繁交替等地层，提供了及时优化钻头使用方案，降低能源消耗，有效地保护孔壁安全和减轻劳动强度。

摘要:原位修复已成为污染场地治理的主流方法，但原位注入修复技术容易产生返浆，造成土体二次污染。针对上述问题，本文设计了一种污染场地原位注入修复机具随钻封隔器，该封隔器采用液压膨胀、弹性收缩的原理，既满足旋喷注入工艺需求，又实现了封隔器的回收使用。采用FLAC3D建立了封隔器作用机理模型，从微观层面分析了不同输入压力下土层的径向应力和位移响应。仿真结果表明，封隔器可以使1.5 m范围内的土中径向应力一定程度增大，即对粘性土层的影响半径为 1.5 m左右。本研究为污染场地原位修复技术的优化提供了合理性的参考。

摘要:我国资源勘探逐渐向深层勘探发展，由于我国地域辽阔，遇到的地层具有相当的复杂性和多样性，给深部资源勘查工作带来较大困难。绳索取心因其“四高、三低、两好”的优点成为目前深部资源勘查工作常用的取心方法之一，但依然存在复杂地层岩心采取率低、内管打捞失败等缺点。为了提高绳索取心钻具在复杂地层的岩心采取率，对S75型钻具的割心机构进行了结构性优化，针对基础设计采用ABAQUS进行动态模拟仿真。结果表明，改进后的钻具尺寸合理，结构紧凑，可以实现采用一套钻具完成复杂地层的取心工作，具有全地层自适应能力，不需在钻遇松散软、硬脆碎地层时更换钻具，有效提高内管打捞成功率。

摘要:扭力冲击器可以将钻井液的动能转化成下部钻具的高频周向动能，从而消除粘滑振动，保护PDC钻头，提高施工效率。在广西百色及贵州毕节2口地热钻井施工过程中，受软硬夹层的影响，粘滑振动效应强烈，导致PDC钻头的复合片迅速崩碎，钻头提前报废。使用扭力冲击器-螺杆钻具复合钻进工艺，通过合理设计钻具组合和钻进参数，与单纯的螺杆钻进工艺相比，因粘滑振动得到有效控制，钻头复合片崩齿现象显著减少，使用寿命增加，平均机械钻速提高了1倍以上，整体提高了施工效率和经济效益，为软硬夹层等易发生粘滑效应的地层施工提供了新的解决方案。

摘要:研制并加工出了一种结构简单、安全可靠的内置式吊锤，解决了动力头式钻机使用吊锤受钻机空间限制无法适配的难题。介绍了其设计思路、结构原理、操作方法、安全操作注意事项和现场应用情况。实践表明，该工具可以有效处理上部套管或钻杆被卡、埋事故，也可配合其他孔内事故处理工具进行深部套管或钻杆被卡、埋事故的处理。其不仅适用于动力头式岩心钻机，亦可适用于立轴式钻机等。该工具自2017年内部应用以来，累计成功处理被卡套管或钻杆600余米，成效较显著，为动力头钻机配套使用的绳索取心钻具被卡事故处理提供了新的解决方案，尤其对便携式钻机发挥绿色勘查作用是一种有益补充。

摘要:在地质勘探、煤矿开采、石油钻井以及地热资源开发中，近钻头随钻测量在实时探测工具姿态等工程参数和地层的地质参数、实施导向钻井中发挥着重要的作用。本文介绍了随钻测量系统的工作原理，重点描述了姿态角的物理模型以及解算方法；同时，基于国产化耐高温的可编程逻辑门阵列（FPGA）芯片、三轴加速度传感器、三轴磁阻传感器，进行了近钻头随钻测量系统的设计。测试实验结果表明，系统性能指标可满足实际工程应用。

摘要:介绍了地质钻探小口径水力割管器的基本工作原理、技术性能以及在陕南、北山地区地质岩心钻探中的应用。实践表明，小口径水力割管器具有设计简单、操作方便、工作效率高等优点，在钻孔卡钻、埋钻等孔内事故处理中发挥了巨大作用，取得了很好的应用效果。同时，在实际应用中，水力割管器也存在一些问题，如刀头焊接质量不高、存在环切震动以及刀头崩刃的现象。通过分析和总结实际应用情况，针对存在的问题提出了一些改进意见，以便该设备的推广应用。

摘要:根据绿色地质勘查工作规范，钻孔施工应优先采用模块化、轻便化、小型化、集成度高的钻探设备。基于战略性矿产调查钻探快速查证的需求，研制空气循环工艺的轻便型钻机，可以减小钻机体积、质量和功率消耗，减少人力，缓解传统钻探面临的绿色环保技术难题，支撑勘查区块评价与优选。本文重点介绍了轻便型空气钻机的结构形式、技术参数、工艺方法及试验情况。初步总结出一套适用于浅覆盖区矿产快速查证钻探技术方法，实现绿色勘查。

摘要:空气反循环取样钻进技术是国外目前比较成熟与先进的工艺技术，具有施工效率高、生产成本低、找矿效果好等优点。但是国内运用比较少。针对目前国内对空气反循环取样钻机的需求，分析了复杂地层钻机移动安全、取心效率与钻进安全等问题，研制了一种采用电控负载反馈系统的新型全液压空气反循环钻机——YGL-220RC型反循环取样钻机。现场使用结果显示，电控与手动相互配合使其具有适应能力强、节能环保、履带行走平稳、操作系统简单、全液压系统稳定、辅助时间少、装卸钻具方便快捷、多角度施工、细节方面更加人性化等优点。很好地解决了施工场地与施工过程中出现的问题。相比国外高成本和对技术方面的约束，YGL-220RC型反循环取样钻机很好地解决了当今钻探市场对取样钻进高效和节能环保的需求。

摘要:根据目前公路、铁路隧道的两台阶钻爆掘进施工工法，为满足掌子面的炮眼孔，洞壁的系统锚杆、锁脚锚杆孔的施工需求，开发了MG-20S型隧道锚杆钻机。该机为三段臂组成曲臂式变幅机构，具备全方位钻进姿态调整功能，钻进施工可实现自动/手动控制双模式，自由切换，在自动控制模式下，仅需一个按钮便可控制凿岩机回转、冲击和给进，并可根据工况情况及时调整钻进参数；采用无线遥控操作和驾驶室手动操作一键切换，只需1人操作即可成孔；可实现一键展车、一键收车功能，及时完成锚、钻、注工序和装药、爆破、运渣等工序的高效切换，使各种工序专业化、规范化。工业试验表明，该钻机性能可靠、有效，各项参数、功能可以满足隧道两台阶锚、钻施工工艺。

摘要:为了处理在地质钻探过程中产生的废弃冲洗液，结合废弃冲洗液处理工艺流程，开展了FJS-1A型废浆处理设备总体结构设计，介绍了设备的工作原理和主要性能参数。室内试验与青海共和干热岩钻探项目野外试验结果表明，FJS-1A型废浆处理设备所设置的破胶絮凝模块能有效破坏冲洗液的稳定体系，并使固液分层。固液分离模块能有效分离固相和废水，氧化模块能有效处理废水，最终处理废水可达国家污水二级排放标准，满足地质钻探废弃冲洗液的处理需求，实现了一人一机一键操作。该设备的成功研制为绿色勘查提供了有力的支撑。

摘要:钻井工程中发生井漏不仅严重影响安全、快速、低成本钻井，而且会严重污染矿层，影响矿层产量。开展漏失层位置测定方法与仪器的研究，对复杂地质条件下的钻井生产具有十分重要的意义。本文阐述了研发的CLY-1型多参数智能测漏仪的构成、参数采集过程、处理原理、仪器的机械结构和测试情况。采用多参数智能测漏系统的下探管直接接到钻杆或钢丝绳下端投放入孔进行测试，孔内探管沿孔深对泥浆流速（流量）、井温、井压、自然伽马等4种参量进行数值化测试，并将采集数据按一定格式存储到存储器中。探管从井中取出后，与地面电脑系统连接，将采集的数据存到存储器上形成数字文档，向相关人员提供漏涌判层的依据。

摘要:在深部钻探过程中，井下的高温高压环境对钻井液性能提出了更高的要求。流变性是钻井液的重要性能，保证高温高压状态下钻井液流变性能的稳定是深井安全钻进的必要前提，高温高压钻井液流变仪是测定钻井液高温高压流变性的重要仪器。本文简要地介绍了当前在深部钻探中需要用到的3款高温高压钻井液流变仪，包括其功能特点、主要技术参数和应用情况，旨在为钻探工作者正确选用相关测试仪器、提高钻探安全性和效率提供参考依据。

摘要:深海钻探中，无隔水管钻进工艺不受隔水管长度限制，能够在所有水深范围内实施钻探作业，但随水深增加钻具重入钻孔难度极大，钻孔重入系统对于无隔水管钻探尤为重要。深海钻探工况十分复杂，受海浪洋流等各种因素作用，钻柱近似为柔性杆件，在不使用水下机器人（ROV）的情况下，常规钻柱重入作业耗时很长，成功率低，即使通过上部移船的方式移动钻柱受到海况因素制约也很难实现。因此，研究钻孔重入系统偏移控制技术对于深海钻探大有裨益。通过分析自由状态下钻柱重入钻孔的姿态及效率，使用带有驱动装置的钻孔重入系统，针对性平衡钻柱底部的水动力作用，可有效保证重入钻孔时底部钻具的稳定性，最大程度缩短重入钻孔时间，减少深海无隔水管钻探工艺成本。

摘要:针对传统单井架海上钻井平台、钻探船作业时，无法同时完成其他并行辅助管线的连接、下放作业问题，提出了月池区离线作业思路，通过在月池区防喷器台车上加装可以提升、下放、悬持管线的动力装置，配合原钻机系统配套的猫道机、排管机、铁钻工等设备，实现在月池区接装、下放、悬持钻杆柱、套管柱及其他管串。使得海洋单井架钻井平台和钻探船在原井口进行正常钻井作业的同时，可以在月池区并行接装管串，实现并行作业，节省大量的钻井辅助作业时间，极大降低钻井成本。

摘要:绞车作为深井钻机提升系统的主要动力设备，其设计的先进性对钻机整体的性能、效率及成本控制均有着重要意义。目前国内外普遍采用异步变频电动机和齿轮减速箱作为绞车传动装置，该机构存在低速（恒压、恒速钻进）不稳定、结构复杂、维护工作量大、能耗成本高等问题。本文在现有钻机提升动力设计技术的基础上，提出了一种永磁同步电机在深井钻机绞车提升系统中的设计方案及其应用案例。根据永磁同步电机自身特点设计了一种无减速箱的双电机直驱系统，基于矢量闭环控制技术设计了相应的电控系统，在实际施工现场对其典型运行特性进行了测试分析，与同井场、同型号传统电动钻机的能耗对比分析表明，永磁同步电机绞车具有结构更为简单、维护及能耗成本更低的特点。

摘要:XY系列立轴式岩心钻机作为我国小口径找矿施工的主力机型，其中市场保有量较大的XY-6型立轴钻机可满足2000 m以内的固体矿产勘探，由于其主要为机械传动、人工手动操作制带、匮乏的钻参数据等缺点很难高效支撑新一轮找矿突破行动，所以对于XY系列机械立轴钻机的数字化升级改造迫在眉睫。本文重点介绍在机械式XY-6型立轴钻机基础上对其进行变频电传动和数字化控制的升级改造，相比于原型机，XY-6DB新型电传动立轴钻机实现了回转动力单元变频改造、提升制动系统电液控制升级、手-自一体式换挡方式以及整机的数字化控制方式的升级改造，最终可实现整机的节能、增效、降低劳动强度和提高安全性的目的。

摘要:传统水源钻机的加压送钻等操作受到操作者经验的影响较大，工作环境和安全条件也较差。为更好地满足中深层地热井施工的需求，对现有一台TSJ-3000型水源钻机进行了自动化升级改造。增加了司钻房；运用伺服控制系统，实现触感式摇杆提钻下钻功能和自动恒压送钻功能；采用自动传感式换挡模组，在司钻房内实现快速换挡、变速，使司钻房远离钻机转盘；采用工控屏触摸方式集成现场主要电柜控制器；实现了自动化和手动操作两个独立的操作系统。现场试验和应用表明，自动化升级后钻机运转参数能够实时监控和集中显示，为判断、预防井内事故提供科学依据；能满足3000 m水源钻机钻具悬重800 kN条件下的提、下钻工况需求，钻进效率比改造前提高了61%；降低了劳动强度，改善了操作环境。本项目顺应了钻探设备自动化、数字化、智能化发展趋势，具有良好的应用前景。

摘要:L型水平井是煤层气开发的主力井型，目前国内煤层气L型水平井施工设备均为标准石油钻机，但石油钻机设备配置和安迁移运成本较高。而水源钻机购置成本低，且很多地勘单位原来都配备有水源钻机。为此，本文在研究总结常规水源钻机、石油钻机的设备原理、主要参数、差别特点的基础上，对TSJ-3000型水源钻机进行了4项改进设计，以达到标准石油钻机性能。同时，结合煤层气水平井地质条件、作业环境、施工工艺等特点，对改进TSJ-3000型水源钻机进行了4项提升设计，对随钻录井装置、液压大钳、潜水排污设备、气动绞车等进行改进，以满足煤层气L型水平井施工要求。应用改进TSJ-3000型水源钻机有效提高了钻完井工作效率和经济效益。

摘要:为提高海上钻探施工效率、避免传统立轴式钻机在海上施工时易受到波浪和潮汐影响、钻进取心效率低、存在安全风险且易发孔内事故的难题，依托青岛胶州湾第二海底隧道勘察项目，在近海海上平台尝试使用了便携式钻机。介绍了近海海上常用的不同类型平台，提出便携式钻机在海上固定式平台和浮动平台上的钻进取心实施方案。探索研究出一种便携式钻机在浮动平台上的波浪补偿绳索取心钻进方法。高效、安全地完成了钻探任务。所提出的方案对同行有参考借鉴作用，有利于海洋工程的勘察。

摘要:我国目前的CO₂封存能力距“碳达峰”、“碳中和”双碳目标的要求仍有较大差距，多元化的CO₂地下封存方式并举对于助力实现碳达峰、碳中和目标具有重要的推动作用。本文在总结我国目前CO₂地下封存现状、碳源碳汇分布的空间格局、碱性固废处理现状、碱性固废矿化CO₂能力和地下废弃空间治理现状的基础上，提出了通过碱性固废对CO₂进行矿化捕集，再将其以固态的形式输送到地下废弃空间的封存方式，实现“以废治废”。依据现有地下废弃空间总量、距离地级城市周边50 km以内的地下废弃空间量以及省域级地下废弃空间量分布，分别计算了相应的碱性固废包括粉煤灰、钢渣、电石渣封存量及CO₂封存量，从封存总量和空间分布格局两方面证明了上述CO₂封存方式的封存潜力，同时指出了该封存方式尚待开展的研究内容以及地质工程专业的优势。

摘要:针对CO₂捕集、利用与封存（CCUS）问题，将CO₂注入油藏驱油，提高原油采收率的同时封存CO₂，是一种绿色经济高效的生产模式。本研究建立了油藏开采三维三相多组分数值模型，研究了开采和封存效果。结果表明，CO₂能够有效降低原油粘度，大幅度提升产油速率和累积产油量。另外，开采结束时，有大量CO₂封存至储层。由此可见，注入CO₂的开采手段具有广阔的前景。本文的研究进一步提高了对CCUS的认识，为实现中国的碳达峰、碳中和战略目标具有重要意义。

摘要:我国土壤地下水污染已呈现从点状污染向带状和面状污染发展的态势，因原位注入方法无需开挖、扰动小、成本低，已成为场地污染修复的发展热点和方向。目前国内关于药剂喷射注入修复技术方面的研究十分缺乏，无法满足场地污染治理的需求。针对传统修复药剂投放工艺对地面扰动大、钻孔工作量大的问题，在对污染场地典型污染羽和污染物进行归纳分析的基础上，针对不同形态的污染羽设计了垂直井、水平井和多分支井工艺，提出了点-面结合的药剂原位精准喷射注入工艺，通过场地试验研究，初步形成了原位注入立体修复技术方法，以期实现污染地层的精准高效注入和大面积修复，为污染场地高效、精准、环保原位修复奠定基础。

摘要:我国地下水污染已呈现从点状污染向带状和面状污染发展的态势，传统修复材料投放工艺粗糙、在含水介质中难扩散，且地下水存在分层、赋存状态多变，注入参数控制难度大，易导致各层水交叉污染等问题。针对这些问题，本文提出了集垂直/导向钻进、旋转喷射注入、微压压裂扩散、扩张封隔等一体的原位喷射注入工艺，研制了配套钻进—注入一体化钻具，总结了喷射注入过程中修复材料的运移和修复机制，为污染场地原位修复系统的设计奠定基础，为绿色精准修复提供参考。

摘要:岩体裂隙结构的准确获取分析对于生态脆弱区非开挖钻遇岩体的稳定性分析有重要意义。本文基于近景摄影测量技术，通过PhotoModeler Scanner软件对多方位岩体图像特征点畸变处理、杂点剔除，实现密集点云三维信息准确提取，进而建立三角网格、依据三角网建立密集曲面，最后通过数据的可视化对曲面进行渲染，实现岩体的三维建模。建立的三维模型裂隙形态与原裂隙趋于一致，可实现对于裂隙长度、平均宽度、面积等参数的无损拾取与观察，将获取裂隙信息进行对比，结果与直观反映的岩体裂隙发育程度一致。

摘要:岩溶塌陷是盾构法隧道工程穿越岩溶地层面临的关键问题之一，其不仅会对油气管道造成破坏，还会导致油气泄漏、破坏生态环境、威胁沿线居民生命财产安全等问题。针对湖南永州某地盾构法隧道穿越的岩溶地层溶洞发育特点，优选兼具良好流变性能和力学性能的玄武岩纤维膨润土水泥膏浆配方，开展玄武岩纤维膨润土水泥膏浆原位注浆充填加固实验，并通过钻孔取心和室内实验的方法检验了该注浆材料的加固效果，实验结果表明：钻孔取心获得的地层岩心密实，胶结强度较强，岩心采取率满足施工要求的80%；受地下水的影响，钻孔深度为6~7 m的注浆固结体28 d的无侧限抗压强度较小，平均为0.32 MPa，但试样较为完整；钻孔深度为7~8 m的注浆固结体28 d的无侧限抗压强度较6~7 m的注浆固结体增加了约5.36倍。采用玄武岩纤维膨润土水泥膏浆进行原位注浆充填加固的注浆固结体强度大于施工要求的强度指标，有效保障了岩溶地区盾构穿越工程的安全性。

摘要:太原市真武路潇河大桥桩基工程主墩桩径2.5 m，设计孔深84 m。施工地层复杂，上部为松散粉细砂层，中间为流塑性淤泥，在施工过程中容易出现孔口塌方、孔底沉渣超标、钢筋笼安装困难等问题。针对旋挖钻机在大直径超深桩施工过程中遇到的技术难题，通过认真分析探索，总结出旋挖钻机在复杂地层施工时，对钻机选型、泥浆制备、埋设护筒、钻进成孔、钢筋笼制作安装、灌注水下混凝土等环节采取的技术措施，有效保障了工程的顺利实施，保证了施工质量，提高了施工效率。

摘要:工程勘察技术方法向多元化方向发展，依托小口径定向钻进和孔内测试技术的工程勘察技术已成为近年来一个新的聚焦点。工程勘察定向钻探技术可有效地应用于非常复杂地表环境下的勘察施工、超前地质预报以及地质灾害防控、环境监控与治理等领域。为进一步发挥该技术的优势和规范市场，目前多个行业协会或团体开始编制与工程勘察定向钻探相关的技术规程或标准。本文系统总结了工程勘察近水平定向钻探技术的应用场景，分析了其技术内涵和关键技术，提出并讨论了规程编制过程中应重点关注的方向和关键技术内容，从轨迹设计、设备选择、工艺技术、钻具组合、取心工具、冲洗液体系、定向仪器、孔内测试等方面提出建议，对相关标准的编制具有参考意义。

摘要:冲洗液技术是钻探领域关键技术之一，被誉为钻探的“血液”。随着信息技术的飞速发展，建立专业技术数据库成为提高冲洗液技术水平的新途径。全面系统总结地质钻探冲洗液技术研究成果、数据和应用案例，开发了国内首个地质钻探冲洗液数据库，为钻探技术人员提供针对复杂地层的冲洗液技术支撑。该数据库包括10个一级模块和39个二级模块，可实现冲洗液设计、辅助计算、技术资料查阅等功能，发布了冲洗液新材料、新体系、新工艺以及冲洗液的选型和设计等大量成果资料。该数据库已于2022年10月在中国地质调查局“地质云”平台面向互联网用户提供服务。

摘要:地质钻探作为一项基础性地质工作不可或缺的技术手段。在近20年里随着国家政策几经波折，相关企业也经历了“飞黄腾达”到“绝境求生”。当前地质钻探传统市场有望回温、服务领域前景广阔，如何在日益激烈的竞争环境中，突破自身困境，解决制约发展的难题，把握新机遇，谋求新的发展，是每个地质钻探企业应该着重思考的问题。本文引入卓越绩效模式经营管理理念，结合其核心价值观分析地质钻探企业目前经营管理现状，并提出相应的经营管理措施，以期地质钻探企业增强经营管理意识，寻求企业高质量发展。

摘要:随着时代的发展和科技的进步，信息化对人们的工作生活起到了潜移默化的作用和影响。在钻探工程领域，地质云3.0平台为钻探行业提供了海量的数据支撑和信息共享。本文结合中国地质调查局地质云3.0平台发布，介绍了以中国地质科学院勘探技术研究所为主的，在地质云3.0平台上的钻探工程成果，详细介绍了如何应用地质云平台和钻探数据专题解决钻探行业工作中的问题，方便钻探行业从业人员更加高效、便捷地使用地质云平台和钻探数据专题，提高工作效率和工作质量，推动信息化工作进程。

摘要:钻探孔内事故会造成严重的损失，若钻探设备能及时判断孔内事故类型，则可缩短事故处理时间，遏制事态发展。提出了一种基于神经网络的钻探事故类型判别模型。为了优选不同神经网络在事故类型判别时的正确率，在Matlab的nntool工具箱中分别构建了BP、RBF两种神经网络模型，将某矿区施工参数变化趋势作为输入参数，通过仿真试验发现，BP神经网络中表现最好的是LM、BR算法，RBF神经网络中表现最好的是PNN算法，三者准确率均可在90%以上，但BP神经网络容易陷入局部最优，性能不稳定，偶有判别错误的现象，而PNN神经网络无此局限，且不需要训练。通过对比，PNN算法更适用于事故类型判别模型建立。

摘要:地质岩心钻探工程是一个复杂、综合的施工体系，其作业所用的钻机、钻塔、附属设备及工器具等金属器件繁多，作业环境复杂，影响安全施工的不确定性因素众多。从规范机台施工秩序、提高机台管理水平、减少生产安全事故、改善施工作业环境等方面考虑，推行机台标准化建设具有重要的意义。文章重点介绍了我单位在机台标准化建设方面取得的一些经验做法，重点论述了施工现场标准化、装备管理标准化、施工管理标准化3个方面的做法，分析了标准化机台建设具有安全性高、规范化好、易于管理等优势，在甘肃寨上、陕南及北山等勘查区的推广实施，取得了良好效果，并为钻探行业施工更加规范化、制度化提供了参考。

摘要:结合广东省诸广矿集区铀矿地质钻探工程的具体实践，分析总结了新形势下核工业二九〇研究所的钻探工程管理工作，包括严格机台标准化达标考评、践行绿色勘查、严格人员设备准入、提升安全检查手段、注重技术管理提升以及推行班组文化建设。探讨在新形势下如何提高钻探工程的管理水平、工作质量和效率。