岩心钻探

金刚石绳索取心技术

绳索取心(WL)钻探技术被称为钻探技术第一次革命，已有近60年的推广应用历史。在全球地质找矿钻探施工中是应用最广泛、综合地质效果最佳的钻探技术。 自上世纪70年代中期我国开始推广应用，但在应用广度和深度上与国外发达国家相比存在较大差距，利用绳索取心钻探技术完成的岩心钻探工作量仍不足全部固体矿产岩心钻探工作量的30%。国产绳索取心钻具存在材质不佳、加工质量差、易折断和脱扣等问题，不能满足1000米以深钻孔的需要。而深部找矿一般采用的替代方案是使用内径可以通过绳索取心钻具内管的普通钻杆来完成钻孔取心作业，这就在完成取心作业的同时增大了钻孔工作量。例如Φ89mm钻杆 Φ75mm型绳索取心钻具 Φ94mm钻头的钻具组合。

金刚石钻头的使用寿命是限制金刚石绳索取心技术应用于深部找矿的另一个原因。自上世纪60年代开始研究，70年代开始推广金刚石钻探技术以来，我国金刚石钻头制造水平有了很大提高，但是其使用效果与国外仍存在较大差距。虽然在金刚石超硬复合材料方面进行了大规模的攻关研究，制造了一些聚晶、复合片产品，但其性能也远远赶不上国际水平。这就使得国内金刚石钻头钻进寿命短、效率偏低。据调查，我国的金刚石钻头寿命在硬岩地层还不足40米 。

液动冲击回转钻进技术

勘探技术研究所于上世纪60年代开始此项技术的研究，经过几十年的开发、改进，已经形成不同用途、多种规格的系列液动冲击器。特别是YZX127型液动潜孔锤在2006年完工的中国大陆科钻一井施工中创下了总进尺4038.88m、平均小时效率1.13m、平均回次长度6.31m的好成绩。但是在普通钻探生产条件下，由于泥浆固控系统还停留在传统的泥浆池加循环槽让岩粉自然沉淀的水平，在钻进过程中泥浆固相含量较高，导致液动潜孔锤内的零件频繁卡死，工作寿命大幅度降低，从而导致提钻频繁。在推广过程中，其优点虽为大家所认识和接受，但是实际应用却较少。

空气泡沫钻探技术

该技术是原地矿部“七五”和“八五”期间的重点科研攻关项目，由勘探技术研究所、长春地质学院和甘肃地矿局等科研院所、高校和相关生产单位联合完成。经过不同环境条件及机具试验研究总结了一套比较成熟的泡沫工艺和钻进规程。由于其后正值地质钻探工作量锐减，而此技术在初期投资、能耗和后期泡沫剂回收方面的费用都比普通钻进技术高，因此其推广应用处于停滞状态 。2100433B

筒状钻头和钻具在孔底沿圆周环状破碎岩石，在孔底中心部分保留一个柱状的岩心，从孔内取出岩心用以研究地质和矿产的情况，故称为岩心钻探。最终的孔径从33毫米到91毫米。岩心钻探根据所使用的钻头不同，钻进方法有：金刚石钻进、硬质合金钻进和钻粒钻进。岩心钻探也可以液动的冲击器进行冲击回转钻进，仍然可以使用金刚石或硬质合金耐冲击的岩心钻头。在钻进上部覆盖层不需取岩心时，也可以采用无岩心钻进方法，用刮刀钻头、矛式硬合金钻头、牙轮钻头钻进 。

地质岩心钻探技术涉及地矿、冶金、煤炭、有色、核工业、化工、建材等各工业部门，是资源勘查最主要、最直接的技术手段，具有不可替代的重要作用。钻探规程是钻探施工应遵循的准则，是实现探矿工程现代化管理的重要基础。我国岩心钻探规程编制于上世纪80年代，作为部门内部的行政规定，一些内容已经与地质勘查体制变革和地质岩心钻探技术发展不相适应，严重影响到地质调查和资源勘探工作。

根据国土资源部、中国地质调查局要求，钻探规程修编工作于2009年初启动。2010年2月，《地质岩心钻探规程》通过了中国地质调查局组织的专家评审。8月，通过国土资源行业技术标准委员会勘查专业分技术委员会组织的专家审定，上报国土资源部主管部门。经国土资源部批准，《地质岩心钻探规程》(DZ/T0227-2010)作为国土资源行业技术标准于2010年11月11日发布，2010年12月31日实施。

《地质岩心钻探规程》(DZ/T0227-2010)包括钻探工程设计、钻探方法、钻探设备、冲洗液与护壁堵漏、钻孔轨迹测量、孔内事故预防和处理、工程质量、生产（安全）管理等19章和2个附录，具有很强的实用性。《规程》全面规范了地质钻探设计、施工技术及管理工作，对提升钻探工程标准化、产业化水平，提高矿产资源评价质量和效率具有重要意义。

《规程》强调按照设计进行施工的原则。首次统一了钻孔公称口径，为钻探方法转换及钻具标准的修订奠定了基础。进一步充实了金刚石钻进、绳索取心钻进内容；新增了冲击回转钻进、定向钻进、空气反循环钻进等技术规定；在安全生产和健康环保方面借鉴了国家相关标准和石油钻井先进技术成果，体现了社会发展和技术进步趋势。

《规程》在编制中注意了与有关行业相关规程的协调性，编制工作程序和成果表达形式符合标准化工作导则及相关规定，结构和文体统一，格式、表述、符号符合要求。

《规程》归口单位为国土资源部，提出部门为中国地质调查局，起草单位为中国地质科学院勘探技术研究所。著名钻探技术专家王达教授担任主编，编写组成员有赵国隆、萧亚民、陈星庆、汤松然、孙建华、张林霞、刘秀美、戴智长等资深专家和中青年专业技术人员2100433B

岩心钻探用泵是指钻孔冲洗用泵。我国原地质矿产部部颁标准中定名为用泥浆泵，主要采用往复式泵，在小直径浅孔钻进中,也采用回转式螺杆泵。钻探用泵按用途不同分为供水泵、钻孔冲洗用泵、泵吸及泵举反循环钻进用泵、冲洗液净构化设备中的砂系等。

岩心钻探用泵是从事岩心钻探工作必不可少的设备之一。它的主要功用如下。在钻孔过程中向钻孔内输送冲洗液。冲洗液在循环过程中，带走孔内的岩粉，保持孔底清洁;冷却钻头、润滑钻具;并增大孔内液柱压力，如冲洗液为泥浆时，在孔壁上能形成薄而致密的泥皮,保持孔壁的稳定。输送具有能量的液体。这些液体可作为涡轮钻具、螺杆钻具、射流冲击钻具的动力介爱质，直接驱动这些钻具破碎岩石。借助泵上的压力表所反映的泵压变化,间接了解孔内钻进的情况。用来为钻探机场其他用途供水。

本项目在调研和总结国内外地质岩心钻探技术成果的基础上，要结合现阶段地质岩心钻探工作实际，制定《地质岩心钻探规程》，其预期成果为《地质岩心钻探规程》及编制说明。据此，本课题将地质勘查行业的国情特点和国外先进的金刚石岩心钻探技术进行了有机结合，并取得了具有我国自主知识产权的创新性成果，如深孔复杂地层综合钻探技术、高源缺水地区快速钻探技术、吸纳新型全液压钻机技术等最新成果，科学合理地体现在新的规范规程中。规程认真总结了半个世纪以来国内各地勘部门积累的丰富经验并汲取各相关部门最新岩心钻探技术成果，对规范我国地质岩心钻探工作，推动技术进步具有重要意义。《规程》首次统一了钻孔公称口径，为钻探方法转换及钻具标准的修订奠定了基础，进一步充实了金刚石钻进、绳索取心钻进内容，新增了冲击回转钻进、定向钻进等技术规定，在安全生产和健康环保方面借鉴了国家相关标准和石油钻井先进技术成果，并使其上升到地质岩心钻探规程规范的高度。《规程》注意了与有关行业规程的协调性，编制工作程序和成果表达形式符合标准化工作导则及相关规定，格式、表述、符号符合要求。同时，本《规程》已由中华人民共和国国土资源部于2010年11月11日发布，于2010年12月31日实施。 2100433B