繩索取心鉆探發(fā)展簡介

繩索取心鉆探技術(shù)最初用于石油、天然氣鉆探。1947年美國長年公司(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)。

美國長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，為歐美國家廣泛仿制與采用。美國的繩索取心鉆具在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、超深孔條件下實現(xiàn)繩索取心。

　1972年，中國地質(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。為了進一步提高鉆速，已成功地研制了帶液動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進尺已達170萬米，鉆探鉀鹽的孔深已達2505米。鉆孔愈深，繩索取心鉆探的技術(shù)經(jīng)濟效益愈顯著。

實現(xiàn)繩索取心鉆探的主要技術(shù)要點有：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對巖層適應性強的金剛石鉆頭；③性能良好的鉆機和泥漿泵；④操作人員要經(jīng)過專門技術(shù)培訓。

繩索取心鉆探應用領(lǐng)域?qū)⒗^續(xù)擴大，在技術(shù)方面正在進一步改進鉆桿連接強度；研究高鉆速和長壽命金剛石鉆頭；有效使用孔底換鉆頭鉆具；完善帶孔底動力機的繩索取心鉆具等。

繩索取心對沖洗液性能指標要求很高，解決了沖洗液問題將利于繩索取心鉆探的推廣應用。繩索取心鉆探?jīng)_洗液應具備如下性能要求。

1.用盡量小的環(huán)空動壓，防止壓跨地層；

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

3.環(huán)空流動狀態(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。

該項目為適應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，改變長途運送修復所帶來的浪費現(xiàn)象而命題的。自一九一九八四年三月，完成該項目的工裝、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五號機進行生產(chǎn)性試個鉆孔，平均孔深700m，鉆孔彎曲度平均每百米3°—4°，在七至八級級巖層中進尺2000余m。試驗中，鉆具經(jīng)受了處理燒鉆事故的考驗。在力的情況下，未發(fā)生斷裂和滑扣。同時，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械研究所測試，其抗扭強度超過m，抗拉強度達到30t，證明其性能可靠。 2100433B

項目編制完成了《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)巖心鉆探金剛石擴孔器》三項標準送審稿，編制說明及意見匯總處理表。其中，《地質(zhì)巖心鉆探鉆具》國家標準已批準發(fā)布，其他兩項標準將于近期作為行業(yè)標準發(fā)布實施。 標準首次將硬質(zhì)合金、復合片與金剛石鉆具合并成一個系列，統(tǒng)一了繩索取心鉆探口徑和金剛石鉆探口徑，將不對稱梯形螺紋和負角度梯形螺紋以及ZT750、ZT850高強度鋼管等新技術(shù)進行規(guī)范并納入。在技術(shù)和應用層面具有一定的前瞻性，有利于促進鉆探新技術(shù)、新工藝、新方法和新產(chǎn)品的推廣應用，具有很強的兼容性、先進性。 標準編制過程中對國際標準和國外先進標準進行充分研究，借鑒和采納了相關(guān)內(nèi)容，并與我國鉆探技術(shù)研究緊密聯(lián)系，標準具有很強的適用性和可操作性。并編譯了《地質(zhì)巖心鉆探鉆具》國家標準英文版，為我國鉆探標準走向世界奠定了基礎(chǔ)。 2100433B