深井钻探技术在勘探中的应用论文_胡永杰,徐长丽,郝冲

深井钻探技术在勘探中的应用论文_胡永杰,徐长丽,郝冲

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摘要:结合实际对深井钻探技术在工程勘探中的应用进行了全面的分析,首先,详细论述深井钻探技术的内涵,其次对深井钻探技术应用机具以及工艺方法进行分析,希望分析后能够给相关工作人员提供一些参考。

关键词:深井工程;钻探技术;在勘探;应用

0前言

深井施工钻探技术主要就是应用先进的施工技术及设备来进行较低深层的石油钻探施工。随着我国经济社会的快速发展,资源的矛盾日益严峻,所以应该逐渐的开始进行地层深处的资源勘测和开发。深井钻探施工技术在施工之前应该进行更加深层次的进行资料的勘察,同时还应该准确的计算资源的储量以及类型,这是当前我国获取资源的重要形式,并且逐渐开始对该技术的研发。

1深井钻探技术的介绍

当前很多的发达国家都在开始加大深井钻探技术的研发,并且取得了非常高的成就,很多先进的钻探技术被应用到实践中,比如三亚论钻进、气动潜孔锤技术等等这些先进的技术使得深层次钻探领域取得了非常快的发展。虽然我国的深井钻探施工技术较之国外先进水平还存在较大的差距,技术也没有取得较大的进展,当前依然沿用金刚石取芯钻探施工技术。随着国家科学技术的发展以及资源形式的紧张,我国开始重视深井钻探施工技术的研发和应用,并且制定出了国家层面的发展计划,目前已经取得了非常大的进展。经过高速的研发,逐渐的将扩孔钻进技术、硬岩深井取芯技术、泥浆技术等应用到实践中,其中最为重要的一项技术就是当前我国掌握自主知识产权的螺旋马达+液动锤+金刚石取芯钻进系统,该系统更加的安全和高效,且具有较高的经济性,该系统的应用使得我国的深井钻进施工技术取得了非常快的发展和进步。

2深井钻探技术的主要机具和工艺方法

深井钻探施工技术复杂性较高,在施工中也存在很多的难点问题,比如地形条件异常复杂、孔壁容易出现坍塌等等,这些因素的存在使得在施工中很容易发生一些工程事故,比如井漏事故等等,所以在进行深井钻探施工的过程中需要结合具体的地质条件来选择合适的施工方案,同时还应该确定最佳的施工技术以及设备,以满足正常施工的需要。

2.1深井钻探的设备及功能

深井钻探施工的过程中下面的几种设备是必须的,下面进行分别阐述。钻机:该设备的主要作用就是进行地下钻探施工,能够将地层底部的物质进行抽取而达到钻井的目的,现代化具备较高技术水平的钻机在可以进行岩心、矿心等物质的提取,并且可以获取气态、液态等物品。当前我国的钻机种类比较多,功能相差也比较大,在实践中需要结合实际工程的需要来选择合适的设备;钻塔:该设备是钻井施工所必不可少的,其是由多种结构所组成的框架形式,在勘探的过程中,钻塔主要的作用就是来设置安装提升系统,还用来承载钻具的重量。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆经过实践经验来选择合适的钻塔结构形式,基本的原则就是要保证承载性达标,其具有较高的强度以及稳定性;泥浆泵,该设备的作用就是进行水、泥浆等工程施工材料的输送,同时也要将井底部分钻探出来的物质直接运输到地表中,目前使用最为普遍的当属三缸变量泵与双杠往复泵;动力设备,动力是所以施工中的关键部分,必须要要提供动力才能完成钻探、物质是输送等等一系列的作用,目前使用比较广泛的就是电动机与柴油机来进行动力的提供。

2.2深井钻探的工艺方法

(1)多工艺空气钻探技术:该技术主要是利用压缩空气为主要的动力来实施地下的钻探施工,因为该技术在施工中所应用的空气材料密度比较小,可以大大提升碎岩钻进速度,还能够迅速的冷却钻头,并且还能够充分的保护地层物质,提升生产效率。

(2)多介质反循环钻探技术:该技术通常都是进行循环介质反方向循环进行,循环的介质通常包含了空气与液态两个基本的形式,由于反循环钻进的基本结构是双壁结构,可以大大的提升钻进施工的效果,还具有强度低、使用寿命长等优势。空气反循环连续取样钻探施工技术在应用中可以用在多种地质条件中,干旱地区也能够展现出优势。

(3)绳索取芯钻探技术:该技术的应用也比较普遍,这是因为其可以适应多种地质条件,并且能源消耗量较低,具备更高的经济效益。

(4)液态冲击回转钻探技术:该技术在应用的过程中使用了液动潜孔锤,可以大大提升施工效率,同时还能够有效的防止钻头出现打滑的情况。但是该技术目前还在研发试验阶段,并没有大范围的投入应用。

(5)受控定向分支孔钻探技术:该技术在应用中加入了孔底马达以及一些弯头结构,可以实现多个方面的探测,从而能够有效的提升勘探施工的效率,所以具备非高的推广价值。

3深井钻探技术在勘探中的注意事项

3.1控制钻孔的垂直度

深井钻井施工的过程中需要注意很多个问题,首先就是设备安装过程的问题,在该阶段的过程中,必须要确保所以的设备安装要能达到稳定性的要求,钻塔是整个钻探施工系统的主要框架结构,如果该部分稳定性不达标,必然导致施工的进行过程中钻塔会发生倾斜的情况,如果不能及时的采取措施处理就会发生严重的安全事故。钻塔一旦发生倾斜的问题,就会导致钻探系统不能正常的施工,这是因为钻机与地面无法保持垂直,从而造成了底部出现钻进偏差的情况。因此,为了能够确保钻进施工的有序进行,在进行钻塔安装的过程中首先就是保证稳定牢固,需要采取措施进行四角固定,如果塔高在18m以上,就应该应用双道蹦绳固定,并且在钻探施工阶段要随时的观察钻塔的使用情况,出现不稳定的情况就要及时的更正。

3.2破碎坍塌地层的钻进与处理

由于我国的国土面积较大,且各个地区的地质条件相差比较大,钻探施工会遭遇各种地质条件,也很容易发生坍塌的情况,进而导致了地层出现卡钻或者是埋钻的问题,严重的情况下还会导致泥浆过量流失,工程质量和进度都无法保证。破碎地层一般分为漏水与不漏水两种,漏水的情况下需要提起高度的重视,可以根据漏水量的大小而加入适当的堵漏剂,而如果漏水量巨大,需要使用水泥等材料进行封堵。

3.3深孔钻井要注意的问题

深孔钻井施工过程复杂性较高,地质条件更加的复杂,如果是一些未知的地质条件需要将孔内清理干净,并且保证钻孔垂直度达标,同时还应该注意下述几个问题:①施工中要持续的了解钻杆、钻头的使用情况,确保钻头的质量能够满足施工的需要,如果存在磨损及时的更换。②钻孔深度达到了规定的要求之后,要采取措施来防止出现漏水问题,否则将会导致施工质量无法保证。开孔的过程中应该保证压力符合施工的要求,要采取有效的措施来保证同心度。③如果地质中的岩粉过度而出现了钻头烧毁的问题,在该区域中切忌加入水量过大,要结合实际情况的需要加入适量的泥浆以保证顺利施工。④钻进施工中要秉承“见软就起钻”的基本原则,不能击打地面。

4总结

深井钻探施工对于我国能源的开采具有非常重要的作用,科技水平的发展对于该行业的发展起到了积极的促进作用,也为我国带来巨大的经济效益和社会效益。在未来发展中,需要加强新技术的研发,促进我国能源领域的发展和进步。

参考文献:

[1] 邵银川.深井钻探施工技术在煤田勘查中的有效运用[J]. 山东工业技术. 2014(22)

[2] 李虎虎.深井热资源的利用研究[J]. 科技创新与应用. 2017(11)

[3] 谢羽.探究深井开拓与采矿[J]. 低碳世界. 2016(01)

[4] 高秉权.浅谈煤矿深井热害的防治[J]. 能源与节能. 2015(06)

[5] 曾建强,李冰冰.千米深井热害防治[J]. 煤. 2010(08)

论文作者:胡永杰,徐长丽,郝冲

论文发表刊物:《防护工程》2018年第21期

论文发表时间:2018/11/8

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