南极东方站深冰层及冰下湖钻探技术

自1970年至今,前苏联和俄罗斯在南极东方站持续进行了近50年的冰层钻探活动,先后攻克了包含粒雪层、冰层、冰岩夹层和湖水冻结冰的复杂冰层钻进难题,逐渐形成了一套集热融取芯钻探、电动机械取芯钻探和分支孔钻探等为一体的深冰芯钻探技术。创造了冰层最深干孔钻进深度记录(952.4 m)、最深热融取芯钻进记录(2755 m)、最深冰芯钻探记录(3769.3 m),累计进尺达13000 m,并获取了总长超46 m的含湖水冻结冰样品的冰芯。东方站的钻探活动对极地冰层钻探技术的发展起到了巨大的推动和引领作用,同时积累了宝贵的深冰钻探经验。通过对东方站深冰钻探技术的系统梳理,将为我国正在实施的深冰芯钻探和即将开启的冰下湖科学钻探提供重要的借鉴。     

南极昆仑站深冰心第一次试钻成功

《中国海洋报》消息(2013-01-24)当地时间1月21日上午,中国深冰心钻机在昆仑站安装完成后,成功进行了第一钻的试钻探,成功钻取了一支长达3.83 m的冰心,达到了该钻设计的最大钻取冰心长度。标志着我国深冰心科学钻探工程取得了关键性突破。     

极地冰钻关键技术研究进展

极地冰钻技术是获取冰芯,研究冰盖-冰架-海洋相互作用,以及获取极地冰下基岩与冰下水环境样品,开展冰下环境探测的重要手段。目前极地冰钻技术的难点与前沿主要包括深冰芯钻探、冰架热水钻、冰下基岩钻和冰下水环境采样与观测技术。本文针对以上4个极地冰钻关键技术,对国内外相关技术的研究进展与项目开展情况进行了总结与梳理。综合来看,虽然我国开展极地钻探技术研究起步较晚,但随着我国极地战略不断推进,我国的极地冰钻关键技术与装备的研究正持续向着赶超极地钻探强国方向迈进,这必将为我国的极地科学研究提供强有力的技术支撑。     

俄罗斯СГ-3超深井钻探工程的启示

在我国开展"中国大陆科学钻探工程选址与钻探试验"前期研究的背景下,回顾归纳了前苏联СГ-3超深井科学钻探工程的巨大成就及其存在问题。通过对其经验教训的再思考,论述了我国未来超深科学钻探工程中应重视的科技目标与工程管理、科学选址、防治井斜和配套钻探新成果等问题,并得出相关结论。     

我国“十二五”期间的科学钻探活动

介绍了我国"十二五"期间主要的科学钻探项目实施情况,主要有"深部探测技术与实验研究专项"中的科学钻探、汶川地震科学钻探、松辽盆地科学钻探工程项目"松科二井"项目、铀矿科学深钻、东南沿海第一口干热岩科学钻探、大陆架科学钻探、长白山天池火山科学钻探、胶莱盆地白垩纪科学钻探、海洋科学钻探、冰心钻探等,以及在这些项目实施过程中开展钻探技术研发获得的成果,并对我国科学钻探的发展进行了展望。     

极地深部冰层取心钻探孔壁水压致裂研究

为了维护极地深部冰层取心钻探工作中钻孔的稳定,避免孔内事故的发生,冰层孔壁的水压致裂问题是亟待解决的重要科学问题之一。本文在深入分析国内外冰层钻探资料的基础上,结合冰盖动力学相关理论,计算得出了钻孔所在区域冰层的密度、温度及内部应力随深度的变化规律。在此基础上,结合油气资源勘探水力压裂技术与冰层钻进钻井液等相关理论,建立了合理的孔壁压差计算方法,深入探讨了适用于深部冰层钻探孔壁水压致裂机理。研制了冰层钻孔水压致裂模拟实验装置,可分析研究不同围压条件下冰样的脆性变形机理。结合我国Dome A深冰心钻探工程实际,提出钻孔可能发生水压致裂的深度区域及孔壁所需的起始裂纹长度判定,以期为后续的安全高效冰层钻进提供重要的理论依据。     

我国实施大洋钻探工程的初步设想

约占地球面积71%的海洋里蕴藏着海量的地质、生物、气候等信息和丰富的资源,我国"十三五"国家科技创新规划中,将"深海、深地、深空、深蓝科学研究"列为战略性前瞻性重大科学问题,并将"国际大洋发现计划(IODP)列为5项国际大科学计划和大科学工程之一。但在深海钻探,作业环境和条件都较陆地上更加复杂,对钻探船、钻探工艺、环保措施、施工组织管理等都是严峻的考验。本文在概述大洋钻探的意义和成果,回顾世界大洋钻探的演进史和工程实施概况以及我国参加大洋钻探情况的基础上,针对大洋钻探的钻井特点和地层条件,探讨了海洋科学钻探取心技术、超深水条件的重入钻孔技术、跟管钻进下套管技术、超深水条件的泥浆循环等关键技术问题,提出了我国实施大洋钻探工程的初步设想。     

我国深部钻探技术取得重大突破

正2018年5月26日,自然资源部中国地质调查局在黑龙江省安达市松科二井工程现场召开大陆科学钻探工程(松科二井)完井暨学术研讨现场会。中国地质调查局副局长,松科二井工程领导小组组长李金发宣布松辽盆地大陆深部科学钻探工程即松科二井超额完成预定目标,胜利完井。至此,历时4年多时间,松科二井胜利完井,完钻井深7018m,这也成为亚洲国家实施的最深大陆科学钻井和国际大陆科学钻探计划(ICDP)成立22年来实施的最深钻     

联邦德国金刚石钻头制造工艺

1988年10月地矿部组织钻探代表团赴联邦德国参加了克劳斯塔尔大学深钻研究所为我国举办的“中国地质钻探研讨会”。会上刘广志、罗伟棠、王人杰、周铁芳和汤松然等高级工程师分别作了报告，介绍了地质系统的地质钻探、金刚石钻头制造工艺学、液动冲击回转钻探、受控定向钻探和钻井液的新发展，受到联邦德国钻探界的普遍欢迎。代表团还顺路参观了伊斯曼·克利斯坦森，ITAG，SMAG等著名钻探厂家，交流了经验，并到联邦德国科学深钻现场参观了将钻进5000m的取心陆壳深孔。此行与联邦德国同行交流了经验，增进了相互了解，建立了初步合作关系。本刊此次发表的四篇文章是代表团归国后写的报告。此外，刘广志同志写的“访问联邦德国纪实”发表在《国外地质勘探技术》1989年第2期上。     

“中国大陆科学钻探工程”可行性研究报告通过专家评估

2000年4月19日,从“中国大陆科学钻探工程可行性研究报告”专家评估论证会现场传来喜讯,国土资源部承担的国家重大科学工程项目“中国大陆科学钻探工程”通过了专家评估,这意味着在经过10年准备之后,这一为国际地学界所瞩目的地学高科技工程的立项工作全部完成,即将进入实施阶段。“中国大陆科学钻探工程”是利用现代深部钻探等高新技术,在具有全球地学意义的大别-苏鲁超高压变质带的东部(江苏省东海县)实施中国第一口5000ｍ科学深钻,通过钻孔获取信息,进行地学研究。该项目于1997年6月由国家科技领导小组批准为“九五”国家重大科学工程项…     

南极科考钻取出长3.55米深冰心

2016年1月5日，中国第32次南极科学考察队昆仑队在昆仑站的冰心房钻取出一支长3.55m的深冰心，这是本次考察队钻取出的第一支深冰心。     

新疆地矿局深孔钻探施工情况综述

对新疆地矿局近5年开展深孔钻探施工情况进行了较为全面的介绍,对在施工中取得的经验和成果、存在的问题进行了总结和分析,并为今后更好地开展深孔钻探提出了一些建议。     

汶川地震断裂带科学钻探项目钻探工程实施总结

介绍了汶川地震断裂带科学钻探项目的钻探工程实施情况,包括完成的钻孔情况、钻探施工中遇到的技术难题,以及为解决这些难题开展的钻探技术研发和钻探工程的组织管理等。     

夏威夷科学钻探项目的钻探技术和施工情况

１９９９年４月５～１０日,国际大陆科学钻探计划（ＩＣＤＰ）科学顾问组和执委会会议在夏威夷召开,会议的日程之一是参观正在施工的、设计孔深４５００ｍ的夏威夷科学钻孔的钻探现场。由于我国正在准备实施５０００ｍ科学钻探工程,因此中国大陆科学钻探工程中心的科学...     

勘探所YZX98液动锤成功应用于汶川科钻

本刊讯汶川地震断裂带科学钻探工程2号孔(WFSD-2)是在龙门山断裂带旁侧实施的4口科学群钻中的其中一口科学钻探孔,其主要实施目的是连续获取500 m以深孔段岩心,供地学研究地震断裂发震机理,并在完钻后下入探测仪器,建立长期观测站。     

深部找矿和深部探测中钻探技术的挑战与对策

近10年来,随着钻探工作量大幅度增加,施工的深孔、特深孔数量急剧增长;作为地壳探测工程前期准备的深部探测技术与实验研究专项即将全面完成,万米级科学钻探工程将提上议事日程;这对钻探技术和装备提出了前所未有的挑战。就钻探技术的新进展,深孔、特深孔钻探存在的问题及解决对策进行了初步探讨。     

我国即将实施北川活动断裂科学钻探

从国土资源部科技司了解到,我国将于近期实施映秀——北川活动断裂科学钻探工程,有关科技人员已展开现场考察,以尽快确定这次科学钻探井位。这也是新中国成立以来,首次针对地震发震断裂实施的科学钻探工程。     

大陆科学钻探施工用钻探技术和施工战略

国外实施大陆科学钻探采用的钻探技术有地质岩心钻探技术、石油钻探技术、组合式钻探技术 ,以及前苏联和俄罗斯的具有鲜明特色的科学深钻技术 ,分别介绍了它们各自的技术特点及优缺点 ,并介绍了科学深孔和超深孔的 2种施工战略 ,即超前孔裸眼钻进方法和双孔方案。     

科钻一井钻探施工技术总论

介绍了中国第一个硬岩、深孔、连续取心钻探项目--中国大陆科学钻探工程科钻一井的钻探实施情况,涉及该井的钻探技术设计、钻孔结构和套管程序,进行取心钻进、扩孔钻进和纠斜钻进时采用的方法和技术.此外,还介绍了科钻一井的施工过程以及在钻进施工中遇到的各种技术难题和采取的解决措施、获得的主要技术经济指标.     

密云地应力监测千米深孔开钻

2012年3月7日,北京地区地应力测量与监测千米深孔钻探工程在密云启动。这是中国地质科学院地质力学所实施的首都圈地区第8个深孔,预计施工深度1000m,并在400m处放置地应力监测系统,冲击这项工作的世界纪录。