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地質(zhì)鉆機十大排名（地質(zhì)鉆機十大排名最新）

發(fā)布時間：2023-05-23 09:27:20 稿源：創(chuàng)意嶺閱讀： 485

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本文目錄:

1、超前地質(zhì)勘探鉆機作用有哪些？
2、中國大陸科學鉆探（CSDC）的最新進展
3、地質(zhì)鉆機每天鉆孔多少米
4、xy-2型回轉(zhuǎn)鉆機是地質(zhì)鉆機嗎

地質(zhì)鉆機十大排名（地質(zhì)鉆機十大排名最新）

一、超前地質(zhì)勘探鉆機作用有哪些？

地質(zhì)鉆機主要是用于巖心勘探的鉆機，主要是用于垂直的和傾斜45°以內(nèi)的地質(zhì)礦產(chǎn)勘探孔，煤田勘探孔和室友勘探孔，也可用于水源及其他類似的工程鉆孔。

超前地質(zhì)鉆機可用于地質(zhì)勘探，包括煤田、石油、冶金、礦產(chǎn)、地質(zhì)、水文、有色、核工業(yè)勘探的鉆探機械設備都被稱為鉆機。比如GXY-1B型鉆機是GXY-1型鉆機的變型產(chǎn)品。主要結(jié)構(gòu)是在GXY-1型的基礎上固定機架改為滑移機架，動力頭由球卡式盤改為液壓卡盤。適用于工程地質(zhì)勘察，固體礦床的普查勘探，爆破孔用各種混凝土結(jié)構(gòu)的檢查孔等，根據(jù)地層的不同，可選用金剛石、硬質(zhì)合金、螺旋等鉆頭鉆進。

二、中國大陸科學鉆探（CSDC）的最新進展

劉廣志

（地質(zhì)礦產(chǎn)部科技委高咨中心，北京　100812）

中國大陸科學鉆探（CSDC）籌備工作，自進入90年代以來，獲得了迅速的進展：

·召開了“中國深部地質(zhì)研究中存在的關鍵地質(zhì)問題”研討會（1991.3）。

·“中國大陸科學鉆探先行項目”開始執(zhí)行（1991.7）。1994年11月提交有關報告，通過評審，認為中國開展大陸科學鉆探條件業(yè)已成熟，爭取列入“九五”國家重大科學工程項目。

·國務院發(fā)布的“國家中長期科技發(fā)展綱要”中指出：2000年前要為實施地質(zhì)科學（超深）鉆探工程進行技術準備，2020年前要實施（1992.3）。

·先后召開了第一次（1992.4）、第二次（1993.5）“中國大陸科學鉆探研討會”，討論中國科學鉆探選址，從12個選區(qū)歸結(jié)為4個，最后選擇大別—膠南作為首批靶區(qū)。

·“中國地質(zhì)超深鉆探（現(xiàn)稱科學鉆探）國家專業(yè)實驗室”在中國地質(zhì)大學（北京）建成，進入設備安裝調(diào)試（1993.5）開展科研工作。

·中國派代表團參加在德國波茨坦召開的“國際大陸科學鉆探會議”（1993.8），并參加ICDP籌備會（1993.9）。此后地質(zhì)礦產(chǎn)部推薦肖序常院士為中方成員（1994.1）。地質(zhì)礦產(chǎn)部派肖序常、閔志到美國斯坦福大學參加ICDP會議（1995.12）。

·“中國第一口大陸科學鉆孔實施與科學研究”正式申報為“九五”國家重大科學工程項目。國家科委組織高級專家評議、投票，排名第三（1995.2）。財政部同意支付ICDP會費（1995.7）。以“大陸動力學和大陸科學鉆探”為題舉行了第36次香山科學會議。中國地質(zhì)界對中國開展大陸科學鉆探取得共識（1995.5）。

·再次舉辦“中國大陸第一口科學鉆孔第三次研討會”（1996.1）。對大別—膠南作出進一步靶區(qū)選定；并組織專家進行現(xiàn)場考察。

·（1996.2.26～3.1）在日本東京筑波市科學城參加“第八屆通過鉆探觀察深部地殼學術會議”，即“第八屆國際大陸科學鉆探學術會議”。地質(zhì)礦產(chǎn)部派6人代表團參加了大會。會議期間：①參加了學術1、6兩組的大會論文宣講；②參加了ICDP中美德三國諒解備忘錄的簽字儀式，并參加了該計劃對組織管理、未來國際合作的大型討論會；③劉廣志參加了國際巖石圈（ILP）CC-4組主席M.D.佐巴克教授主持的匯報會，互通了各國CC-4組的活動簡況，提出了今后活動方向。

·配合中國第一口大陸科學鉆探的選址工作，提出了“中國第一口大陸科學鉆探取心鉆孔鉆探工程技術前期研究與開發(fā)規(guī)劃”（1996.3）。

1　中國大陸科學鉆探先導孔施工技術方案

1.1　施工條件

（1）鉆孔深度不超過5000m。事先由地質(zhì)部門提出預想鉆孔柱狀圖及有關地球物理資料。

（2）鉆孔貫穿的主要巖層為結(jié)晶巖，如片麻巖、榴輝巖、硬玉石英巖、大理巖等等。

（3）貫穿的巖層主要物理力學性質(zhì)，單軸抗破碎強度可能高達100～150MPa，個別高達150～200MPa，在地質(zhì)鉆探巖石可鉆性分類中屬7～12級硬至堅硬巖層，個別屬極硬巖層。巖層研磨性可能成兩極分化狀態(tài)，多數(shù)屬強、高研磨性；少數(shù)屬堅硬、致密弱研磨性打滑層。有的含包裹體。

（4）巖心是提取大量地質(zhì)信息的“信息源”，是研究下地殼、上地幔的實物資料，鉆孔直徑要有足夠大的尺寸，以獲取盡可能大直徑的巖心。

鉆孔又是井中地球物理、地球化學測井的通道，其直徑和孔壁穩(wěn)定性要滿足先進的高科技測井儀下井的要求。

1.2　科學鉆探先導孔的主要任務和作用

（1）全孔除覆蓋層以外，要不間斷采取巖心、巖樣，液態(tài)樣（礦化水，結(jié)晶水，油等），氣態(tài)樣（H₂,O₂,CO₂,He,CH₄,Cl,H₂S,SO₂等可能出現(xiàn)的氣體），進行多種測試分析。

（2）分孔段進行系統(tǒng)的地球物理，地球化學測井。

（3）減少深孔將來在這一井段的取心，測井工作量。

（4）測量出地溫剖面，在先導孔周圍打一到幾個深100～300多米的測溫孔，測量地熱熱傳導率，熱流密度，以建立地溫數(shù)學模型，推斷先導孔地溫剖面，終孔溫度，地溫變化，對在鉆孔深部選擇取心工具，測井儀器，各種取樣器的結(jié)構(gòu)性能，增強薄弱環(huán)節(jié)是至關重要的。

（5）在先導孔中試驗各種新研制的鉆頭、鉆具、儀器等。

（6）測試地層壓力梯度，壓裂強度，為孔壁穩(wěn)定性，造斜傾向等提供參考位置與參數(shù)。

（7）檢驗過去用于沉積巖鉆孔中的各種儀器和方法在結(jié)晶巖鉆孔中是否有效。

（8）鍛煉鉆探隊伍，培養(yǎng)深孔、超深孔鉆探人才。

1.3　先導孔鉆孔結(jié)構(gòu)設計

在1993年9月在德國舉行的“國際大陸科學鉆探會議”上，到會代表們幾乎一致的認為，根據(jù)多年來國際上施工科學鉆孔經(jīng)驗，為節(jié)省大量投資，更科學的打科學鉆孔，必須大力提倡采用已經(jīng)在南非和加拿大施工了數(shù)百口深度在4000～5000m以深的勘探鉆孔經(jīng)驗。英國KENTING鉆探公司的John Beswick先生介紹，南非擁有鉆進能力4000m以上的深鉆機150臺，鉆進能力大于5000m的鉆機有20多臺，根據(jù)南非施鉆的經(jīng)驗，用這類深尺地質(zhì)巖心鉆，打2000～6000m的科學鉆孔，可以獲得多快好省的科學與經(jīng)濟效益。

有的專家提出采用加拿大Heath＆Sherwood鉆探公司的HS-150鉆機（鉆深4570m，最大鉆探曾達5424m）和他們設計的專門用于深孔繩索取心用的HNQ,NBQ內(nèi)外大環(huán)隙繩索取心系統(tǒng)，具以下特殊優(yōu)點：①降低沖洗液壓力降，②內(nèi)管投入外管后，可快速到達孔底外管的定位處（表1、2）。

表1　第一方案先導孔鉆孔結(jié)構(gòu)

注：RTB—帶擴孔的不提鉆換鉆頭鉆具。

如果用第一方案，要設計研制或購置兩套HNQ,NBQ鉆具。

表2　第二方案先導孔鉆孔結(jié)構(gòu)

1.4　施工技術路線

（1）參照外國施工經(jīng)驗與我國國情應考慮：我國是一個發(fā)展中國家，財政經(jīng)濟并不寬裕，一切設備、器具、工藝方法應該著意考慮以“自立更生”為主，盡量利用四十幾年來，鉆探工程積累的成功經(jīng)驗，能予以改進升級的，能自行研制的，則充分發(fā)揮自己探礦機械、儀器工廠的潛力（表3）。本著“有所引進，有所不引進”的原則，引進重點國外產(chǎn)品，予以消化、吸收、彌補急缺。

（2）必須采用繩索取心系統(tǒng)，以大幅度降低起下鉆時間，有效縮短施工期；提高巖心品質(zhì)，實現(xiàn)不提鉆柱或少提鉆柱換鉆頭，減輕工人勞動強度。施工費用可節(jié)約1/3。

（3）發(fā)揮我國在小口徑孔底動力機并能配合繩索取心系統(tǒng)的技術優(yōu)勢，開發(fā)與采用小口徑螺桿鉆（PDM）、液動錘（Hydro-hammer）驅(qū)動的繩索取心鉆具，實現(xiàn)鉆桿不回轉(zhuǎn)或慢回轉(zhuǎn)鉆進，一可以節(jié)約動力，二可以減輕鉆桿與套管磨耗，三可有效預防鉆孔歪斜（圖1）。

表3　目前國產(chǎn)耐溫近300℃的處理劑

圖1　孔底動力機驅(qū)動的繩索取心系統(tǒng)

（4）大力采用物理—化學方法穩(wěn)定孔壁，除鉆孔上部孔段下入部分套管外，下部孔段結(jié)晶巖中盡可能采用長裸眼鉆進（巖層自穩(wěn)）。一旦遇到復雜層，巖層失穩(wěn)，應采用小間隙套管方案。

（5）發(fā)揮鉆井液的多信息載體（油氣，礦化水，結(jié)晶水，淡水，鹵水，巖屑）作用，輸送大量地質(zhì)信息（圖2）。

圖2　鉆井液多信息載體作用

① 指防井涌、井噴、防塌、縮經(jīng)等。②指運送巖屑，巖粉作用。③指作為深層流體（油氣，水等）如H₂,O₂,CO₂,CH₄,He,H₂S,CO₂,SO₂以及Na,K,Ca,Mg微粉等在300℃，1000×10⁵Pa狀態(tài)下，運載到地面

2　中國科學鉆探先導孔鉆探工程急待開展的科研項目

2.1　地面設備

（1）頂驅(qū)動長行程鉆機用于繩索取心系統(tǒng)，帶桅桿式鉆塔。

（2）微機自控絞車。

（3）全自動鉆桿排架。

（4）自動擰管機

（5）鉆桿疲勞、破裂孔口探傷器。

（6）鉆探操作自動化操縱臺（含監(jiān)測、采集、優(yōu)化、反饋系統(tǒng)）。

（7）防噴器組（全封閉1套，封鉆桿2套）。

2.2　深孔鉆探基礎理論

（1）高溫高壓下的結(jié)晶巖巖石物理力學性質(zhì)，可鉆性分類與破碎機理。

（2）建立高溫高壓試驗設施。

（3）新型重量輕、高強度管材材料。

（4）鉆桿斷裂力學與監(jiān)測系統(tǒng)。

（5）鉆頭磨損規(guī)律與機理。

（6）高溫高壓鉆井液理論：①鉆井液（無固相）聚合物配方、處理劑、添加劑，抗高溫穩(wěn)定性、固控設備與理論；②高溫高壓鉆井液水力學、流變學、膠體化學理論與實踐。

（7）鉆井力學。

（8）建立機會井數(shù)據(jù)庫。

2.3　深孔鉆探工藝學研究

（1）深孔鉆孔結(jié)構(gòu)與管理程序設計。

（2）不同孔深的鉆具與鉆具穩(wěn)定。

（3）深孔孔斜防治。

（4）電子計算機輔助鉆進（CDC）系統(tǒng)。

（5）取心取樣工藝，液態(tài)、氣態(tài)放射性樣品采集工藝，放射性自動檢測技術。

（6）鉆頭與鉆具選擇方案與相應鉆井參數(shù)的確定。

（7）不同孔段地溫檢測及其增溫梯度規(guī)律。

（8）不同孔段巖石破碎規(guī)律，巖石物理力學性質(zhì)測定。

2.4　孔內(nèi)系統(tǒng)

（1）長壽命金剛石鉆頭與擴孔器。

（2）開發(fā)新型超硬材料切削具與取心鉆頭。

（3）用孔底動力機（BHM）驅(qū)動的繩索取心系統(tǒng)：①用螺桿鉆驅(qū)動的繩索取心系統(tǒng)；②用液動錘驅(qū)動的繩索取心系統(tǒng)；③“三合一”式（繩索＋螺桿鉆＋不提鉆換鉆頭）取心系統(tǒng)。

（4）孔壁取心器：①液壓或刮樣器；②孔底電馬達驅(qū)動水平取樣器。

（5）高溫高壓氣態(tài)或液態(tài)取樣器。

（6）小口徑隨鉆測量（MWD）儀。

（7）小口徑垂直鉆進（VDS）防斜系統(tǒng)。

（8）高溫水泥及其固井技術。

（9）高溫穩(wěn)定、高潤滑性、抗腐蝕鉆井液及其添加劑。

（10）地層測試器、深部流體流量計等。

（11）高精度深孔巖心定向儀及方法。

（12）含鐵鋁合金鉆桿及其合金鋼接頭。

2.5　深孔現(xiàn)代化管理

（1）深孔設計、施工、研究資料中系統(tǒng)工程管理（含工程、經(jīng)濟兩大范籌）。

（2）設計、施工、研究過程中的數(shù)據(jù)庫。

（3）資料編輯、整理、出版，信息交流。

2.6　信息獲取

自覺采取有代表性的樣品和獲取更多的數(shù)據(jù)，是科學鉆探項目成功的預先要求。采集數(shù)據(jù)可再分為孔內(nèi)與地面兩部分?？變?nèi)部分包含取心、取砂樣、測井、鉆進與水力測試，孔內(nèi)地球物理試驗（孔底到地面或兩個孔之間）。地面部分則包括從孔口和泥漿測試裝置取得的固體和液相樣品，包含首次與初步地質(zhì)描述，化學與物理分析。測井項目則是雄心勃勃、費時的。鉆導孔時，鉆探費用等于測井計劃的費用。測井程序要逐個孔段進行，為減少漏采信息的危險。鉆探結(jié)束之后，還要進行長期測量與試驗（圖3）。

圖3

按照KTB經(jīng)驗野外信息資料整理后直至提出科研報告，均在野外實驗室完成，鉆孔則建成長期觀測站

3　《地質(zhì)超深鉆探（科學鉆探）技術》國家專業(yè)實驗室

3.1　實驗室的性質(zhì)和任務

中國地質(zhì)大學（北京）所屬的《地質(zhì)超深鉆探技術》國家專業(yè)實驗室，是經(jīng)國家計劃委員會、國家教育委員會于1989年6月批準投資新建的國家級專業(yè)實驗室，同時亦是地質(zhì)礦產(chǎn)部開放研究實驗室，在學術上是一個相對獨立的研究實體。這個實驗室是開展本學科及相關學科的基礎研究和應用基礎性研究工作的重要基地，也是培養(yǎng)本學科高級科技人才的搖籃。

實驗室按照“開放、流動、聯(lián)合”的原則，面向國內(nèi)外同行業(yè)開放，歡迎國內(nèi)外專家學者在本實驗室發(fā)布的《課題指南》范圍內(nèi)申請研究課題，經(jīng)學術委員會評審批準資助后，來實驗室開展科學研究。也可自帶課題和經(jīng)費及配套儀器和設備來開放研究實驗室進行科研活動。

3.2　實驗室的課題研究領域

（1）大陸科學鉆探

·中國大陸科學鉆探工程的建設與準備工作

·東亞大陸環(huán)境科學鉆探工程

·高溫高壓地學模擬實驗裝置（又稱HTHP井筒）（圖4）

圖4　高溫高壓地學模擬實驗裝置

（2）鉆探新技術新方法

以巖石力學研究為基礎，采用電子計算機等高新技術，研究新的鉆探技術裝備與方法

·交流變頻調(diào)速型鉆機

·繩索取心與不提鉆換鉆頭技術

·碎巖工具的設計與研究

·高溫熱熔法鉆進新技術