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高效节能的反循环取样钻探技术

发布时间:2018年04月20日
来源:探矿工程在线

技术特点  

反循环取样钻探技术的主要特点是:取样质量高,获得地质信息准确迅速,钻进效率高,孔内事故少,钻进成本大幅度下降,节约大量能源和资源,是一种能更好地保护自然环境减少污染值得大力推广的钻探技术。

由中国地质调查局勘探技术研究所承担的“十二五”地调工作项目《反循环取样钻探装备及钻探工艺技术研究》利用两年时间完成了具有自主知识产权的取样深度达600米的反循环钻机及高效反循环钻探机具的研制,并于20126在新疆等地进行了空气反循环连续取样工艺器具的试验完成28个钻孔,进尺5126m。完成最深孔深230m,最浅孔深105m。钻进最高时效10m/h,最低时效4.28m/h。钻孔取样率均可达到100%,取得显著效果。

2013年至2015年,中国地质调查局勘探技术研究所承担并完成的“十二五”地调工作项目《空气反循环取样钻探技术示范应用推广》及《川东巴河流域地质灾害调查》,对前期研制的反循环装备及工艺器具进行野外试验及推广应用,在此过程中不断完善并创新,并提出在不同地层条件下反循环连续取样钻具配套技术解决方案,该技术在河北地矿局十一队、中资环及黑龙江多宝山铜矿、新疆红石铜金矿区进行了推广应用,目前运用该技术的钻探进尺达2万余米。

主要装备器具与工艺解决方案

1、 研制出我国首台具有反循环取样深度达600米的反循环钻机

该钻机为全液压、多功能、快速高效、一机多能的反循环钻探设备,满足反循环钻进的要求,同时也可用于水文水井等工程施工,实现了空气反循环设备的全面技术升级。 

1  FD-600全液压反循环取样钻机

2、完成与全液压钻机配套的高效钻探机具研究开发,自主研制出Φ89mm、Φ102mm双壁钻杆及KFQC335KFQC345反循环气动潜孔锤,并完成与该技术配套的孔口密封装置、旋流器、分样器等其他附属设备。

2   反循环取样钻具

3、针对不同的地层条件,在国内首次研究出不同的空气反循环取样技术体系,提出适合各类地层应用的反循环连续取样钻具方案。

针对松散的第四纪地层,采用空气反循环刮刀钻进技术;钻至基岩地层更换为高效的空气反循环钻进技术;当孔内涌水量大,潜孔锤效率较低时,可更换为空气反循环牙轮钻进技术。针对不同的钻孔直径提出相应的钻具级配,根据不同的孔内事故提出合理的处理方法,有效提高反循环连续取样钻进技术的可靠性及钻探效率,提高工艺配套钻具的实用性。

重要意义及推广应用

1、重要意义

本项目的完成为我国矿产资源勘探提供一种具有高效钻进能力、运移方便、可靠性高的钻探装备,填补我国地质找矿适用CSR钻探工艺及设备的空白,为我国地质找矿主导型钻探设备及工艺赶上世界先进水平奠定基础,以后逐渐形成我国适用CSR钻探工艺装备系列化,可进一步提升我国钻探技术及装备在国际上的地位。同时通过深入开展空气反循环连续取样钻进技术研究,研究开发出适合我国空气反循环连续取样钻进方法钻进的钻具和附属设备,并为我国今后大力推广提供一整套成熟的空气反循环连续取样钻进技术。

2、应用情况

1)河北省邢台市野外生产试验,完成终孔口径为Φ114mm,孔深为472.35m的钻孔一个,在该孔进行多种反循环连续取样工艺试验:空气反循环潜孔锤钻进技术、局部反循环潜孔锤钻进技术、反循环连续取样牙轮钻进技术、气举反循环连续取样技术,取样率均达到90%以上,且地质人员根据上返岩样准确判断地层。

2)新疆哈密卡拉塔格整装勘查区的红石铜金矿区野外生产试验,共实施4个钻孔,设计孔深为220米左右,终孔孔径Φ110mm以上,最深钻孔为232米,平均机械钻速为12米/小时。上部地层为矿区松散堆积碎石10-100米深度不等,下部为稳定基岩地层。采用的钻进工艺方法:上部松散碎石层采用潜孔锤反循环跟管钻进,下部稳定基岩地层采用反循环气动潜孔锤连续取样方法钻进。

3  全液压反循环技术施工现场

3)在黑龙江多宝山铜矿共完成10个钻孔的野外示范工程,累计进尺达800余米,平均钻进速度为10米/时。反循环钻机钻具满足连续取样要求。

4  黑龙江反循环连续取样钻进现场

[责任编辑:dc]

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