繩索取心鉆探

美國(guó)長(zhǎng)年公司系列繩索取心鉆探鉆孔直徑分為：AQ(48mm)、BQ(60mm)、NQ(7

5.7mm)、HQ(96mm)、PQ(122.6mm)、SQ(145.3mm)等規(guī)格，即所謂Q系列，為歐美國(guó)家廣泛仿制與采用。美國(guó)的繩索取心鉆具在70年代又開發(fā)了CQ系列（接頭與鉆桿采用焊接方式連接）；80年代進(jìn)一步開發(fā)了重型繩索取心鉆具系列，如CHD-76、CHD-101和CHD-134等，以專門用于深孔、超深孔條件下實(shí)現(xiàn)繩索取心。

　1972年，中國(guó)地質(zhì)礦產(chǎn)部開始研究繩索取心鉆探技術(shù)。到目前為止，已研制出系列鉆具：S46mm、S59mm、S75mm、S91mm和水文水井鉆探用S130mm的繩索取心鉆具。此外，還有用于坑道鉆探的KS-46和KS-59繩索取心鉆具。為了進(jìn)一步提高鉆速，已成功地研制了帶液動(dòng)沖擊器的繩索取心鉆具（見圖1）。繩索取心鉆探現(xiàn)已在地質(zhì)、冶金、有色金屬、煤炭、化工、核工業(yè)和建材等系統(tǒng)的鉆探部門推廣。僅地質(zhì)礦產(chǎn)部系統(tǒng)截至1987年，用繩索取心鉆探累計(jì)進(jìn)尺已達(dá)170萬米，鉆探鉀鹽的孔深已達(dá)2505米。鉆孔愈深，繩索取心鉆探的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益愈顯著。

繩索取心鉆探應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒗^續(xù)擴(kuò)大，在技術(shù)方面正在進(jìn)一步改進(jìn)鉆桿連接強(qiáng)度；研究高鉆速和長(zhǎng)壽命金剛石鉆頭；有效使用孔底換鉆頭鉆具；完善帶孔底動(dòng)力機(jī)的繩索取心鉆具等。

繩索取心鉆探技術(shù)最初用于石油、天然氣鉆探。1947年美國(guó)長(zhǎng)年公司(Longyear Co.)研究用于金剛石地質(zhì)巖心鉆探，到50年代形成系列，目前已成為世界范圍內(nèi)應(yīng)用最廣的一種巖心鉆探方法。繩索取心既用于地表巖心鉆探，也用于坑道內(nèi)巖心鉆探，并發(fā)展用于海底鉆探取樣。繩索取心鉆探世界最深鉆孔為5424米(1988)。

實(shí)現(xiàn)繩索取心鉆探的主要技術(shù)要點(diǎn)有：①性能良好的鉆桿、取心用的雙層（或三層）巖心管、繩索打撈器及附屬工具；②對(duì)巖層適應(yīng)性強(qiáng)的金剛石鉆頭；③性能良好的鉆機(jī)和泥漿泵；④操作人員要經(jīng)過專門技術(shù)培訓(xùn)。

繩索取心對(duì)沖洗液性能指標(biāo)要求很高，解決了沖洗液?jiǎn)栴}將利于繩索取心鉆探的推廣應(yīng)用。繩索取心鉆探?jīng)_洗液應(yīng)具備如下性能要求。

1.用盡量小的環(huán)空動(dòng)壓，防止壓跨地層；

2.鉆桿內(nèi)能實(shí)現(xiàn)紊流沖刷，以防內(nèi)壁結(jié)垢；

3.環(huán)空流動(dòng)狀態(tài)要能調(diào)節(jié)到紊流狀態(tài)，保持薄而韌的泥皮，防止坍塌及吸附卡鉆；

4.具有抑制水敏性地層的能力。

該項(xiàng)目為適應(yīng)推廣金剛石繩索取心鉆探技術(shù)的要求，解決螺紋磨損以后的繩索取心重新加工問題，改變長(zhǎng)途運(yùn)送修復(fù)所帶來的浪費(fèi)現(xiàn)象而命題的。自一九一九八四年三月，完成該項(xiàng)目的工裝、鉆桿、接頭和膠合工藝（鉆桿體41m，接頭500余付）。同年四至九月在第二探礦工程隊(duì)五號(hào)機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)性試個(gè)鉆孔，平均孔深700m，鉆孔彎曲度平均每百米3°—4°，在七至八級(jí)級(jí)巖層中進(jìn)尺2000余m。試驗(yàn)中，鉆具經(jīng)受了處理燒鉆事故的考驗(yàn)。在力的情況下，未發(fā)生斷裂和滑扣。同時(shí)，鉆桿和接頭抗磨性能較好。鉆桿試樣，經(jīng)上海材料研究所和鄭州機(jī)械研究所測(cè)試，其抗扭強(qiáng)度超過m，抗拉強(qiáng)度達(dá)到30t，證明其性能可靠。 2100433B

項(xiàng)目編制完成了《地質(zhì)巖心鉆探鉆具》、《地質(zhì)巖心鉆探金剛石鉆頭》和《地質(zhì)巖心鉆探金剛石擴(kuò)孔器》三項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)送審稿，編制說明及意見匯總處理表。其中，《地質(zhì)巖心鉆探鉆具》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)已批準(zhǔn)發(fā)布，其他兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)將于近期作為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布實(shí)施。 標(biāo)準(zhǔn)首次將硬質(zhì)合金、復(fù)合片與金剛石鉆具合并成一個(gè)系列，統(tǒng)一了繩索取心鉆探口徑和金剛石鉆探口徑，將不對(duì)稱梯形螺紋和負(fù)角度梯形螺紋以及ZT750、ZT850高強(qiáng)度鋼管等新技術(shù)進(jìn)行規(guī)范并納入。在技術(shù)和應(yīng)用層面具有一定的前瞻性，有利于促進(jìn)鉆探新技術(shù)、新工藝、新方法和新產(chǎn)品的推廣應(yīng)用，具有很強(qiáng)的兼容性、先進(jìn)性。 標(biāo)準(zhǔn)編制過程中對(duì)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行充分研究，借鑒和采納了相關(guān)內(nèi)容，并與我國(guó)鉆探技術(shù)研究緊密聯(lián)系，標(biāo)準(zhǔn)具有很強(qiáng)的適用性和可操作性。并編譯了《地質(zhì)巖心鉆探鉆具》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)英文版，為我國(guó)鉆探標(biāo)準(zhǔn)走向世界奠定了基礎(chǔ)。 2100433B