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8探矿工程(岩土钻掘工程)2012年第39卷第3期

科学深钻扩孔钻头及钻进技术研究

王三牛，王聪，刘玮，杨引娥
(1．中国地质科学院勘探技术研究所，河北廊坊065000；2．贵州省地矿局102地质大队，贵州遵义563003)

摘要：阐述了科学深钻扩孔钻进的必要性，重点探讨了科学深钻的扩孔钻进工艺技术及其所用扩孔钻头、钻具的
选型及结构设计，并提出了超万米深孔科学钻探扩孔钻进的工艺及钻头、钻具的设计。
关键词：科学钻探；深钻；扩孔钻进；扩孔钻头；扩孔钻具；超万米深孔
中图分类号：P634文献标识码：A文章编号：1672—7428(2012)03—0008—06
StudyonReamingBitforScientificDrillingandtheDrillingTechnique／WANGSan—niu，WANGco，UUWei，
YANGYin—e(1．TheInstituteofExplorationTechniques，CAGS，LangfangHebei065000，China；2．102GeologicalBri-
gade，GuizhouBureauofGeologyandMineralResources，ZunyiGuizhou563003，China)
Abstract：Thenecessaryofreamingdrillinginscientificdrillingwaspresentedandthediscussionwasmadeonreaming

drillingtechnology，thedesignofreamingbit，drillingtoolselectionandthestructuredesign．Thereamingdrillingtechnol-

ogyandthedesignofthebitanddrillingtoolforthedeepholescientificdrillingofovertenthousandmeterswereputfor—

ward．
Keywords：scientificdrilling；deepdrilling；reamingdrilling；reamingbit；reamingdrillingtool；deepholeover10thou—

sandmetersdepth

0引言关专家则提出需要下套管6～7层，据此可以看出超
科学钻探是以地学研究为目的而实施的钻探，通深孔钻探扩孔钻进工作的重要性。
过科学钻探的方法对地壳岩石圈、生物圈、水圈(含地
下流体)的组织结构、物质成分、形成机理等进行各类1中国大陆科学钻探(CCSD)科钻一井(CCSD一1)
研究。大陆科学钻探通过提高对深部地质的研究，进扩孔钻进
而可以解决人类面临的资源(如油气、固体矿产、地在确定钻孔施工方案中，根据地质状况及工程
热)、灾害(如地震)以及环境等问题。我国从20世技术要求，对孔段101～2000及2000～4000In分别
纪90年代末开始进行科学钻探研究，位于江苏东海进行0157／311和157／244．5mm扩孔钻进。由于
的第一口科学钻探井——中国大陆科学钻探工程科石油钻井中很少采用扩孑L钻进方法，国内外很少有～
钻一井(CCSD一1)于2001年6月开始钻探，2005深井用的扩孔钻头可供选择。况且，CCSD一1大陆
年4月顺利结束；位于四川I汶川的汶川地震断裂带科学钻探项目是在结晶岩地层(主要是榴辉岩和片
科学钻探工程目前正在施工中；深度达13000nl的麻岩)中钻进，岩石可钻性多数在8～9级，少数孔
科学超深井前期研究工作也已全面展开。段达到10～11级，地层非常坚硬，扩孔钻进的难度
在科学深井成孔工艺方面，我国钻探界总结了很大。

一套完整的施工方案，即小钻取心，大钻扩孔成井工为了满足中国大陆科学钻探工程的急需，我们
艺，这种工艺既能提高钻进效率又能节省钻井成本。在总结过去多年各种类型的扩孔钻头的设计经验的
为了应对复杂多变的地质条件，科学深钻施工均需基础上，针对这么坚硬的岩石扩孔，结合石油转盘钻
要下人多层套管，以保证深部钻孔的顺利实施，因此机特点，选用牙轮钻头作为碎岩刀具，专门设计了
就提出了对扩孔钻进的需求。中国大陆科学钻探工KZ型CCSD专用牙轮扩孔钻头(0157／311和157／
程CCSD一1井孔深5158m，设计下套管4层(不含244．5mm)，为该重大工程的扩孔钻进工作的顺利
孔口管)；德国KTB科学深钻孔深9101In，下套管6实施提供了技术支撑。
层；目前已展开前期研究工作的13000m超深井，有1．1CCSD一1井扩孔施工的井身结构(见图1)

收稿日期：2011—11—29；修回日期：2012—02—16
作者简介：王三牛(