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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
2、-1，3000米；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BW300/16BW300/16泥浆泵BW30
3、0/16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。15、钻头1）钻头直径（外
4、径/内径）：122mm/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
5、（PVA）7、钻进参数孔段（m）钻头钻头 直径 （mm）钻压钻压 (KN)转转速 (rpm)泵泵量 (L/min)备备注0321703.08290合金钻头32811506.01709081501122253374845250122299515234333522229757.01017023452五、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
6、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
7、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！
