钻探技术及装备现状与发展趋势ppt课件.ppt

钻探工程技术及装备现状与发展趋势内容提要钻探工程是利用机械方法在岩土层（含人造固结体）中钻孔，获取地下信息或利用通道完成探测、资源开采、建造的一门工程技术；是矿产资源勘探、工程地质勘查等领域的重要技术支撑；是直接获取地下实物资料的唯一技术手段；是验证地质认识及地球物理勘探成果的关键依据。一、钻探工程技术应用领域（三）矿山井下工程。包括矿山瓦斯抽排孔钻探、矿山地下通道孔钻探、矿山尾矿砂填孔钻探、钻井筒冻结孔钻探。
（四）工程地质勘查与勘测。通过钻探取样、孔内原位测试、岩样测试查明影响工程建筑物的地质情况，准确划分地层，正确鉴别地层天然结构、密度和湿度，为工程建筑提供基础设计依据；通过钻探查明大型工程基础地质构造、岩性、物理力学性质及稳定性。（一）、国外地质钻探技术发展
近20多年来，国外地质钻探工艺方法没有根本性的突破和发展，仍然是以小口径金刚石绳索取芯钻探技术为主，对个别矿种和地质条件下辅以不同的多工艺钻探技术。
目前，美国、澳大利亚、加拿大和欧洲等一些发达国家所采用的岩心钻探方法主要有：金刚石回转钻进、三牙轮钻进和气动潜孔锤钻进；取芯方法有：常规提钻取芯、绳索取芯和反循环取样，用的较多的还是绳索取芯。

（二）国内地质钻探技术发展
我国钻探技术和装备水平与国外先进国家相比有很大的差距，但近年来有了长足的发展。
（1）绳索取芯钻探技术。
绳索取芯技术自1978年以来得到广泛应用，深受广大地质职工欢迎，被誉为“四高、三低、两好”——工程质量高、时间利用率高、钻进效率高、钻头寿命高；事故率低、劳动强度低、设备材料消耗低；地质效果好、经济效率好。

（三）我国钻探新进展
1.深部科研钻探
2009年4月22日，国家专项“深部探测技术与实验研究”启动，反应了当代中国地质钻探向深部发展的需求。
2016年9月5日，全国国土资源系统科技创新大会明确提出，面向国家重大需求，全力实施“三深一土”（深地探测、深海探测、深空对地观测、土地科技创新）国土资源科技创新战略。
随着矿产资源的不断勘探和开采，浅部矿产资源已开采殆尽，深部找矿已经是我国地质找矿事业的发展方向。

2008年11月6日，汶川地震断裂带科学钻探工程（WFSD）首钻启动。WFSD采用一系列先进的观测和分析手段，开展地质构造、地震地质、岩石力学、化学物理、地震物理、流体作用和流变等多学科研究。对大地震和复发微地震的源区进行直接取样，
通过多学科观测和测试，揭示控制断裂
作用及地震发生的物理和化学作用，为
未来地质的检测、预报或预警提供最基
础的数据。至2014年6月，WFSD第四孔
验收工作已经完成。

2012年，由山东矿三院承担的西藏罗布莎科学钻探遇到空钻探施工顺利竣工，该项目历时3年之久，完成了罗布莎LSD-1号孔（孔深1477.8米）、罗布莎LSD-2号孔（孔深1853.79米）。其中LSD-2号孔首开高原科学钻探先河，创造了高原钻探孔深之最。

2014年2月云南腾冲火山-地热-构造带科钻项目工程完成验收，该项目是国家深部探测计划之一，于2012年5月20日开钻，取芯钻进深度至1222.24米，钻穿多期火山喷发地层、巨厚花岗岩蚀变层，并钻入完整花岗岩地层300米。该孔实现连续取芯，岩芯直径为69.5mm和95mm，平均岩芯采取率为89.25%，总进尺1420米，岩芯总长1112.48米。
安徽省地矿局313地质队在安徽霍邱铁矿区勘探中，初步估算新增333类铁矿石资源量1.8亿吨；霍邱铁矿田北部整装勘查项目已探明333类铁矿石资源量1700万吨。此外，于2012年底启动的该队最大的商业性项目“周集、范桥铁矿勘探”，野外钻探工作已全部完成，共求得111b+122b+333类铁矿石资源量3.2亿吨，其中新增铁矿石资源量2100余万吨，为下一步矿山建设提供了较充分的地质依据。3.向海洋找矿钻进探索
随着国家海洋强国战略的提出，海洋开发上升至前所未有的战略高度。海洋为我国经济社会可持续发展提供了广阔的发展空间。
2015年山东省第三地质矿产勘察
院海下钻进2000多米，探获莱州三
山岛北部海域金矿床，近况资源量
达470多吨（储量20吨以上为大型
金矿，50吨以上为特大型金库）。三、地质钻探装备发展主要模块
（5）勘探质量高：EP200G钻机采用薄壁钻具全孔跟管钻进，在破碎地层、基岩风化层、土层等地层岩心采取率高（配合英格尔施工法，对软土层，白云岩，泥岩，沙岩也可采取原状岩心）；
（6）节约成本：从经济效益指标分析，EP200G钻机较常规钻机经济效益高2~3倍；其不用修路，无需基础工程，占地面积少，可人工搬运的优点，可节省大量的修路和青苗补偿费用；同时它还有操作简便，省人力，易上手的特点。
四、地质钻头的发展（一）、金刚石钻头制造方法
目前应用最广泛的方法是热压烧结法、电镀法