汶川地震断裂带科学钻探项目深孔取心钻探设备的研制与应用.pdf

探矿工程(岩土钻掘工程)
2012年第39卷第9期
汶川地震断裂带科学钴探项目
深孔取心钻探设备的研制与应用
朱江龙2,胡时友,黄洪波2,刘跃进2,张伟
(1.中国地质大学く北京〉,北京100083;2.中国地质装备总公司,北京100102;3.中国地质科学院探矿工艺研究所,
四川成都61734;4.中国地质调查局,北京10007
摘要:深孔取心钻探设备是为满足汶川地震断裂带科学钴探项目(WFSD)3000m深部取心钴探需要而自主研制的
我国首套科学钻探专用设备,包括KZ3000型全液压钻机以及深部钻探配套用高压泥浆泵和钻杆钻其等。该套设备
集全液压、高速顶驱、大口径、深部取心于一身,具有综合能力强、工艺适应性广、操控智能程度高等特点,在WFSD-2
孔深部取心钻探中,各项功能满足设计要求,应用情况良好。该套设备作为我国深部钴探装备的阶段性创新成果,在
科学钻探、深部找矿和浅层油气钻采中,具有一定的推广价值。
关键词:汶川地震;地震断裂带;科学钻探;深孔取心;钴探设备;高速顶驱;液压驱动;智能控制
中图分类号:P634.3文献标识码:A文章编号:1672-7428(2012)09-0022-06
The Research and Application of Deep Hole Core Drilling Euipment for wenchuan Earthquake Fault Scientifie
Drilling Projeczhu Jiang- long HU Shi- o, A G Hong-b, U Yue- ZHANG We(1. China University of
Geosciences, Beijing 100083, China 2. na Ge-quiment ation, Beijing 100102, China 3. The Institute of Explo-
rationtechnology, CAGS, Chengdu Sichuan 611734, China; 4. China Geolocal Survey, Beijing 100037, China)
Abstract Deep hole core drilling equipment, including KZ3000 drill ig, high-pressure mud pump and wire-line coring rods
and tools, is the first scientific drilling system in China, which was independently designed and manufactured to meet the
nees of enchuan ear hquake fault citic illing ject(WSD). The equipment is set fully hydraulic, high-speed top
drive, large diameter and deep coring in one, featuring good comprehensive capability, wide process adaptability and high in
telligence of manipulation. During the WPSD-2 deep hole core drilling, it worked well by meeting the design requirements
in all functions. As stage innovations for deep drilling equipment, it has a potential market value in scientific riling, deep
prospecting and shallow oil and gas driling
Key words: Wenchuan earthquake; earthquake fault scientific drilling; deep hole coring; drilling equipment; high-speed
top drive; hydraulic drive; intelligent control
1项目的提出
汶川科学钻探具有以下特点:一-是地质条件复
1.1项目背景
杂,地层异常破碎且缩径、涌水严重;二是取心质量要
2008年四川汶川特大地震后,国家迅速组织启求高,全孔取心,取心直径≥85m;三是钻孔设计口
动了汶川地虔断裂带科学钻探项目(WFSD,以下简称径和深度大,WFSD-2孔原设计深度3000m,开孔直
“汶川科学钻探”),硏究地震断裂和地震机理,建立径445mm,终孔直径150mm,5级井身结构,采用逐
我国第二个深孔长期地震观测站,为未来地震的监级取心、分段扩孔;四是钻进工艺方法采用大直径绳
、预报或预警提供基本数据。
索取心钻具,半合管取心为主。特定的地质条件、工
WFSD项目共设17个课题,其中“科学钻探与科艺技术、取心效率以及钴深能力的要求,相对于常规
学测井”课题的主要任务是通过5口科学群钴的取心固体矿产岩心钻探,对取心钻探设备提出了更高的要
钻探、测井和录井施工,为地震研究提供岩心和测井求,即具有更强的取心钻进能力、大口径扩孔钻进能
资料,为在地层深部进行科学实验和长期监测提供通力以及复杂地层孔内事故处理能力
道条件。该课题的顺利实施将关系到整个项目的总1.3研制内容
体进度和众多科学目标的实现。
在当时情况下,无论是钻机、钻杆、钻具还是配套
1.2项目对设备的要求
的泥浆泵,国内外没有任何一款现成产品能满足汶川
收稿日期:2012-08-08
基金项目:科技部科技支撑计划专项“汶川地巖断裂带科学钴探(WFSD)”项目之“科学钴探与科学测井”课题
作者简介:朱江龙(1974ー),男(汉族),山西运城人,中国地质大学(北京)博土研究生在读,中国地质装备总公可副总工程师,地质工程专业,长
期从事钴探设备开发工作,北京市朝阳区望京西园21号博泰大厦1503,zhujianglongl@Cge.com.cm。