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2013年探矿工程十大新闻

发布时间:2014年01月17日
来源:探矿工程杂志

由《探矿工程》杂志编辑部发起、业界广泛推荐,经业内专家学者投票推举产生了2013年探矿工程十大新闻,现介绍如下。

 

一、中国岩金勘探第一深钻顺利终孔,终孔孔深4006.17m,创多项全国钻探新纪录

中国岩金勘探第一深钻”——山东莱州三山岛西岭金矿区ZK96-5孔终孔,终孔深度4006.17m,终孔口径75mm。该孔由山东黄金集团地勘公司设计,山东省地矿局第三地质矿产勘查院负责施工,设计孔深4000m,于2010918日开钻,2013529日终止钻进,历时985天。

如此超深孔小口径地质岩心钻探,在我国钻探史上尚属首次,对钻探设备、机具、工艺以及操作人员技术素质等都是严峻的考验。山东省地矿局第三地勘院结合以往深孔施工和国外施工经验,认真研究制定对策,编制了详尽的钻孔施工技术方案设计,并组织了一支经验丰富、业务能力强的钻探施工团队负责施工。施工过程中开展了钻探设备改进、复合式钻杆、钻进参数随钻检测、深孔液动锤试验等一系列钻探新技术、新工艺的试验研究和应用,创造了多项全国钻探新纪录,为我国深部钻探技术积累了丰富成果和经验。

多项全国新纪录是:终孔孔深4006.17m,创小口径岩心钻探最高孔深记录;采用H口径金刚石绳索取心技术,钻进孔深达2439.10m;下入Φ89mm护壁套管2439.10m;采用N口径金刚石绳索取心技术,钻进孔深达到4006.17mSYZX75型金刚石绳索取心液动锤,最大应用孔深达到4006.17m;采用CNH(T)型绳索取心钻杆钻进深度达3308.53m

 

 

二、中国南极深冰心钻探实现零的突破

中国极地科学考察队在第29次南极科学考察中取得了丰硕成果。2013121日上午,中国深冰心钻机在我国南极昆仑站安装完成后进行了第一钻的试钻探,成功钻取了一支长达3.83m(Ф95mm)的冰心,达到了该钻设计的最大钻取冰心长度,这也意味着我国深冰心科学钻探工程取得了关键性突破。这是中国深冰心钻机钻取的第一钻,也是个起点。随后队员们一鼓作气,又接连进行了2个回次的钻探,分别取出长达3.57m3.59m的完整深冰心。中国在昆仑站成功钻取深冰心是一个标志性成果,标志着我们实现了深冰心钻探工程零的突破,也为加强冰盖科学研究提供了重要机遇。冰心科学钻探是地球科学的前沿,是当今地学界举世公认的深化冰盖科学研究,也是探究过去全球变化和未来气候环境变化理论、解决人类可持续发展的必由之路。在南极昆仑站钻取地下约3200m处的深冰心,开展100万年时间尺度内的全球变化研究是南极昆仑站考察的一项重要科研目标。通过钻取和研究穿透冰盖的冰心,重建地球系统百万年时间气候变化序列,阐明地球气候变化的机制,揭示冰盖底部性状及其底床的基本性质。同时,通过冰心样品可以研究气候变化过程地球生物界的影响,也有可能发现地球历史上曾经出现的生命以及生态系统。

 

 

三、我国首次钻获高纯度新类型天然气水合物

 201361日~98日,我国海洋地质科技人员对珠江口盆地东部海域圈定的天然气水合物有利目标进行了钻探,先后实施23口钻探井。首次在该海域钻获高纯度新类型天然气水合物实物样品,主要赋存于水深6001100m的海底以下220m以内的两个矿层中,上层厚度15m,下层厚度30m,自然产状呈层状、块状、结核状、脉状等多种类型。岩心中天然气水合物含矿率平均为45%55%,其中天然气水合物样品中甲烷含量最高达到99%,具有埋藏浅、厚度大、类型多、含矿率高、甲烷纯度高等五大特点,在国际上罕见。仅钻探控制的55km2范围内的天然气水合物控制储量,就达到了10001500亿m3,相当于特大型常规气田规模。这是继2007年在我国南海神狐海域钻获分散状天然气水合物实物样品之后再次取得重大突破。为下一步锁定试开采目标区,早日实现天然气水合物开发、保障能源供应奠定了坚实基础。

 

 

四、我国深部探铀技术获重大突破 钻深突破2818m

中国核工业集团公司717日在江西抚州宣布,我国铀矿第一科学深钻以2818.88m的钻探刷新此前1200多米的纪录。这一突破填补了我国铀矿深部找矿技术的空白,对提高国内天然铀保障程度、满足核电发展需要意义深远。该孔深创造了国内P口径(122mm)绳索取心钻进最深记录。

   这一深部找矿技术的突破是在被称为中国铀都的江西抚州相山铀矿大基地取得的。自2012721日开钻以来,中核集团、核工业北京地质研究院等共用时283天,突破了2818.88m的钻探深度。其岩心采取率达到99%以上,最大限度地获取了地球深部成矿的条件和环境信息。这也对我国目前最大的铀矿田做了一次地质CT扫描

   除了找矿深度刷新纪录外,此次深部找矿采用了我国自主研发的钻探设备,其智能化、数字化水平填补了国内空白;在钻探工艺方面也取得首次发现铀铅锌铜多金属矿、首次创建岩心矿化蚀变高光谱识别技术等成果。

   大陆科学深钻被称为深入地球内部望远镜。长期以来,我国铀矿勘查的深度多在500m以浅,与法国、德国、加拿大等国外深部找矿技术差距较大。此次深部找矿技术的突破极大地拓展我国铀资源的找矿空间,也为我国进一步深挖地下3000m的资源宝藏打下基础。

 

 

五、SYZX75绳索取心液动锤钻深达4006.17m,创小口径绳索取心液动锤的最深世界纪录

中国地质调查局勘探技术研究所多年来一直致力于液动潜孔锤技术的研究。研制的YZX液动锤和SYZX绳索取心液动锤系列产品,在地质岩心钻探得到广泛应用并获多项奖励。2013年,勘探所与山东省第三地质矿产勘查院合作,对原SYZX75绳索取心液动锤进行了多项改进和技术提升,以适应深孔钻探工况要求。在中国岩金勘探第一深钻(三山岛西岭矿区ZK96-5孔,设计孔深4000m)生产试验中从孔深3381.77m开始使用,直至终孔4006.17m,创国内外小口径绳索取心液动锤钻进最深世界纪录。

在该孔的施工中,遇到了钻进速度低、地层破碎,普通绳索取心钻进易产生堵塞、回次进尺少,超深孔捞取岩心辅助时间长的难题。在采用SYZX75绳索取心液动锤600多米的连续钻进中,统计数据表明,绳索取心液动锤在深孔硬、脆、碎地层中可大幅度提高回次进尺、增加钻头寿命、减少辅助工作时间,在特别破碎地层回次进尺提高150%220%,钻头寿命平均延长20m,钻进效率提高60%,辅助时间减少,台月效率提高56%

 

 

六、混凝土防渗墙在西藏旁多水利枢纽大坝中的应用,创3项吉尼斯纪录

旁多水利枢纽工程是《全国水利发展十一五规划》确定的118项重点骨干工程之一,是西藏自治区十一五重点水利建设项目,也是在建的规模最大的水利枢纽工程。

大坝混凝土防渗墙由中国水电基础局有限公司承建,中标合同额4.39亿元,于2009928日开工,2013420日竣工。

混凝土防渗墙轴线长1072m,累计成墙面积117741.14m2。本工程具有高海拔(海拔高程4100m)、高地震烈度和深厚覆盖层等特点。坝基采用混凝土防渗墙全墙封闭方案,201m深混凝土防渗墙目前为世界最深墙。

西藏旁多水利枢纽大坝基础混凝土防渗墙为我国在建防渗墙施工中规模最大、墙体最深、难度最大的地下防渗墙之一,具有世界级难度,它也是旁多水利枢纽两大技术难点之一。

该工程取得了多项成果:三项吉尼斯世界纪录(创造防渗墙墙体最深〈201m〉、连接槽段拔管最深〈158m〉和水下混凝土浇筑最深〈201m〉);四项国家专利(垂向增深修改;大体积高速泥浆自动搅拌系统;防渗墙下泥浆打捞手;破力器专利)。

 

 

七、国内首次粒子冲击钻井试验成功,在硬夹层钻井可节省1/3时间

中国石油川庆钻探工程公司在西南油气田龙岗022-H7井成功地进行了国内首次粒子冲击钻井技术现场试验。

粒子冲击钻井是将2%5%的钢质粒子随钻井液注入井下,在射流作用下以超过1000万次/min的高频率和大于100m/s的高速撞击岩石,配合钻头切屑齿破碎岩石的一项钻井高新技术。目前,仅美国研制出粒子钻井系统,但也处于现场试验阶段。初步试验表明,使用粒子冲击钻井技术较常规钻井机械钻速提高34倍。据国外专家预测,使用粒子冲击钻井技术在硬夹层钻井可节省1/3的钻井时间。

中国石油集团瞄准这一国际前沿技术,组织川庆钻探与中国石油大学(北京)联合进行技术研发与试验。2010年起,历经3年艰苦研发,技术人员掌握了粒子冲击钻井关键技术,研制出粒子钻井注入系统与回收系统关键设备,进行了粒子注入罐承压、循环管线冲蚀磨损、粒子沉降和粒子上返等相关室内实验,并在井控模拟井上进行了型式试验,验证这套系统的可行性。

  8月上旬,川庆钻探组织多方对现场试验方案进行周密论证,在龙岗022-H7井进行现场试验。81710时,在现场严格的安全监督下,技术人员精细安装和调试粒子冲击钻井使用的加长喷嘴牙轮钻头,从龙岗022-H7井须家河层位井深2843.72m处开始钻进,1123分顺利钻进至井深2846.34m。在1个多小时的试验中,共注入粒子8t,在须家河这个钻井硬骨头层位中实现快速钻进。这套钻井系统全套装备的可靠性及钻井工艺的可行性经受住现场考验。

 

 

八、我国第一台轻便自动化岩心钻机完成首轮生产试验

为解决难进入钻探施工区勘探的需要,为实施国土资源大调查、矿产远景调查提供有力的技术支撑,中国地质调查局勘探技术研究所研制出了我国第一台轻便自动化岩心钻机,钻机在实现地轻便化的同时,还能够以安全模式或优化模式实现自动化钻进。自动化控制系统在钻探专家数据库的支持下,采用经过优化的钻进规程参数进行自动化钻进;通过对钻进过程中包括视频图像在内的相关参数进行实时监测,实时显示钻进过程中的钻进数据,并能其进行保存、回放和远程无线数据传输;通过对实时数据进行分析处理,可以预测钻进过程中孔内异常工况,当出现孔内异常工况时能够进行实时报警,并由系统自动进行相应处理。

20131019日~1115日,该钻机在山东威海某金矿矿区进行了首轮野外生产试验,顺利完成300.35m的试验钻孔钻探施工试验。试验对轻便岩心钻机、自动化控制系统、绳索取心孔内数据记录仪进行了较为全面的野外功能性实钻测试,各项功能均通过试验验证,达到了设计要求,得到了试验单位的高度评价。

 

 

九、海洋六号西太平洋深海开钻

2013617日凌晨2时,西太平洋海山区某海山,正执行中国大洋29航次科考任务的海洋六号船传来好消息:经过维修攻关小组连续多日鏖战,浅钻设备故障终于全部排除。截至1820时,海洋六号已经在该海山完成了14个站位的浅钻工作。

  深海浅钻指在深海钻探获取浅地层岩心,是大洋地质科考活动的重点调查手段之一,经过多次的摸索和改进,科考人员们已总结了一套比较安全有效的调查施工办法。

  17日中午,科考人员从1000多米水深下的某平顶海山钻获了一个长约28cm的岩心样品。样品分为三层,上层是深褐色板状结壳,厚约13cm,中间为过渡层,有浅色角砾和斑状结壳,下层为浅色的礁灰岩。首席科学家助理邓希光博士介绍:科考队在此前完成此海山的多波束全覆盖地形地貌测量和综合物探调查的基础上,设计了18个钻探取样站位,其中9口站位钻获富钴结壳样品,结壳厚度普遍达到8cm以上,样品中结壳厚度最厚的达16cm,这个结果是比较满意的。

 

 

十、第十七届全国探矿工程(岩土钻掘工程)学术交流年会在南昌举行

由中国地质学会探矿工程专业委员会主办,武警黄金指挥部承办,江西省地矿局、中国地质调查局勘探技术研究所等单位协办的第十七届全国探矿工程(岩土钻掘工程)学术交流年会,2013101115日在江西省南昌市举行。中国地质调查局勘探技术研究所张金昌所长致开幕词,武警黄金指挥部副参谋长刘伟、江西省地矿局副局长余忠珍到会并致辞。大会开幕式由中国地质调查局油气调查中心主任叶建良主持。来自全国地矿、冶金、有色、煤炭、核工业、武警黄金等相关行业的科研院所、学校及生产一线的300余名代表参加了会议。

本次会议的主题是:紧密围绕整装勘查区和重要成矿区带的找矿突破战略行动,寻找更多的清洁能源,推广应用一批新型技术装备和方法技术,研发创新深部找矿、地球深部探测、快速勘查新理论、新技术、新方法和新仪器设备,提高我国地质调查和资源发现能力。会议共收到论文138篇,经专家审查、遴选了100篇,按综述、钻掘设备及器具、钻探与钻井工程、新能源钻采工程、科学钻探工程分为5个类别于会前编辑出版了论文集。会上有6位专家作了特约报告,8人作了主题报告,22人进行了学术交流并以无记名投票方式评选出了10篇优秀论文。 

本次会议紧密围绕深部地质钻探技术,页岩气勘探与开发技术,煤层气勘探与开采技术,科学钻探技术,钻探新设备、新仪器、新材料以及工程管理与安全生产等进行了技术交流与探讨。是探矿工程界的一次盛会,也为扩大行业技术交流、促进探矿工程技术进步提供了一个良好的交流平台。

 

 

[责任编辑:wjh]

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