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深部大陆科学钻探装备关键技术发展综述
1
作者 高科 郭京坤 +11 位作者 吕兰 郭威 张毅 冉恒谦 梁帅 王治刚 于永平 贾瑞 赵研 张宗正 闻育民 王学博 《吉林大学学报(地球科学版)》 北大核心 2026年第1期295-314,共20页
深部大陆科学钻探是直接获取地球内部物质、揭示大陆形成与演化机制的关键技术途径,其装备水平是国家深地探测能力与科技实力的重要体现。本文系统梳理了深部大陆科学钻探装备的关键技术发展现状、核心挑战和未来趋势,聚焦于超万米极端... 深部大陆科学钻探是直接获取地球内部物质、揭示大陆形成与演化机制的关键技术途径,其装备水平是国家深地探测能力与科技实力的重要体现。本文系统梳理了深部大陆科学钻探装备的关键技术发展现状、核心挑战和未来趋势,聚焦于超万米极端环境下钻探装备所面临的高温、高压和高负荷等复杂工况带来的技术难题。通过文献调研与案例比较,结合国内外典型科学钻探工程(如科拉超深井、德国KTB、中国松科二井和深地塔科1井等)的装备参数与技术表现,对钻压精准控制、绳索取心、钻柱高效起下钻、钻井液冷却与循环控制,以及智能化运维等关键技术难点进行了深入剖析。我国自主研发的“地壳一号”万米钻机及深地塔科1井等在取心质量、自动化作业水平等方面已达到国际先进水准,并在顶驱系统、绳索取心绞车、井口自动化装备和泥浆智能调控等环节取得重要突破;然而,在高温高压传感、超深孔动态密封和智能决策模型等方向仍存在明显短板。面向未来,深部科学钻探装备应进一步朝着自动化、智能化、绿色化、模块化及无钻机井内自驱动等方向拓展,推动钻探装备从传统机械化工具向具备地质感知能力的“智能探针”演进,为我国深地资源勘探与能源安全保障提供关键技术与装备支撑。 展开更多
关键词 超深科学钻探 钻压控制 绳索取心 钻机自动化 钻机智能控制 地壳一号
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非常规地质能源钻探取心技术研究综述
2
作者 郭威 贾瑞 王元 《钻探工程》 2026年第2期1-12,共12页
在全球能源转型与我国“双碳”目标深入推进的背景下,非常规地质能源已成为核心接替资源,钻探取心是获取其储层精准物性参数的重要手段。针对非常规储层的复杂物性特征、不同能源的专属取心挑战,以及现有研究往往按能源类型分类、缺乏... 在全球能源转型与我国“双碳”目标深入推进的背景下,非常规地质能源已成为核心接替资源,钻探取心是获取其储层精准物性参数的重要手段。针对非常规储层的复杂物性特征、不同能源的专属取心挑战,以及现有研究往往按能源类型分类、缺乏技术共性梳理的现状,本文以技术方法为核心,系统梳理保压取心、保形取心、大直径取心、密闭取心、孔底冷冻取心五大技术,阐述各技术的核心原理、国内外技术应用现状。分析表明,我国已形成具有自主知识产权的取心技术装备体系,在深海深地等领域实现工程突破,但现有技术仍存在单一技术适配性有限、极端环境应对能力不足、效率与成本难以兼顾等难题。本文进一步剖析技术发展的核心挑战,提出技术融合、智能升级、环境适配、绿色高效、原位测试的发展方向,为该领域的技术创新与工程实践提供系统性参考。 展开更多
关键词 非常规地质能源 钻探取心技术 保压取心 保压保形 密闭取心 孔底冷冻取心
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共和盆地干热岩GH-05井钻井关键技术
3
作者 李宽 施山山 +5 位作者 张恒春 尹浩 王文 吴纪修 高鹏举 王跃伟 《钻探工程》 2026年第2期131-139,共9页
GH-05井是青海共和盆地干热岩试采工程部署的一口增效井,设计井深4000 m,为双靶点定向井。在邻井施工经验基础上,增加了表层套管与技术套管下入深度,降低了长裸眼段掉块卡钻风险,提高了生产套管固井质量。钻具组合增加减震推力器与随钻... GH-05井是青海共和盆地干热岩试采工程部署的一口增效井,设计井深4000 m,为双靶点定向井。在邻井施工经验基础上,增加了表层套管与技术套管下入深度,降低了长裸眼段掉块卡钻风险,提高了生产套管固井质量。钻具组合增加减震推力器与随钻震击器,有效降低了剧烈震动对井下工具的不良影响,马达寿命提高35%,未出现牙轮脱落、轴承失效、断钻具等事故,及时处理了刮卡,实现了安全钻进。基于岩石破碎比能理论,兼顾碎岩效率和牙轮寿命,满足岩屑上返的需要,Φ311.2 mm口径选择钻压203~291 kN、转速120~180 r/min、泵量43.3~51.4 L/s,Φ215.9 mm口径选择钻压131~186 kN、转速180~270 r/min、泵量33~38.5 L/s,强化钻井参数使花岗岩地层机械钻速提高了34%~47%,钻井周期缩短了20%以上,创造了Φ311.2 mm钻头207.51 m和Φ215.9 mm钻头183.42 m的花岗岩钻进纪录,基本实现“机械钻速4 m/h、钻头寿命200 m”的经济指标。研发并应用耐温220℃复合有机盐钻井液体系,降低了热储层近井污染,有效降低定向托压,泥浆维护成本降低40%以上。 展开更多
关键词 干热岩钻井 双靶点定向井 井身结构 钻具组合 钻井参数 高温钻井液 共和盆地
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科学钻探岩芯低损耗成分测试和物性测量的探索与实践
4
作者 段壮 龚晶晶 +10 位作者 李磊 李振焕 王增祥 杨剑洲 李勇 胡树起 唐世新 弓秋丽 谢昌丽 高健翁 付燕刚 《地质论评》 北大核心 2026年第1期269-278,共10页
科学钻探岩芯是地球科学研究的宝贵实物资料,它直接反映了地球深部的结构、物质组成和地质历史,对于地质学、地球物理学、地球化学、材料科学、信息科学等多学科领域的研究均具有相当的重要性和独特价值。本研究聚焦于科学钻探岩芯的低... 科学钻探岩芯是地球科学研究的宝贵实物资料,它直接反映了地球深部的结构、物质组成和地质历史,对于地质学、地球物理学、地球化学、材料科学、信息科学等多学科领域的研究均具有相当的重要性和独特价值。本研究聚焦于科学钻探岩芯的低损耗成分测试和物性测量方法的探索与实践,旨在通过技术创新与流程优化,以实现对珍贵科钻岩芯资源的保护与高效利用。笔者等首先从样品布设与采集方案的科学设计入手,对取样位置与数量进行系统规划,确保数据的代表性与可靠性。随后详细阐述了物性测量取样流程,针对不同规格样品开展波速、密度、磁性和电性测量,为深部地质特征研究提供了基础物性数据。在岩芯化学成分分析方面,提出了低损耗测试策略,包括优先确保单次分析用量、选择性分析微量元素以及特殊岩芯状态(如松散或碎裂)的灵活处理方法。此外,研究还强调了样品归位及余样保存的重要性,确保岩芯资源的可追溯性与可持续利用。通过项目实施,笔者等提出的“科学钻探岩芯低损耗成分和物性测量”工作方法已初步验证其可行性与应用效果,为科学钻探岩芯的保护与高效利用提供了技术支撑与实践范例。 展开更多
关键词 科学钻探岩芯 低损耗测试 物性测量 化学成分分析 岩芯保护
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地质岩心钻孔轨迹控制技术研究进展
5
作者 潘德元 熊亮 +1 位作者 王杰 蔡隽 《地质科技通报》 北大核心 2026年第1期147-159,共13页
地质岩心钻探是地质勘查的重要技术手段之一,其中钻孔的实钻轨迹是钻孔质量的重要参数,不仅影响着钻探施工时的孔内安全,也关系着地质勘查的质量和精度。地质岩心钻探中具有钻孔直径小、管柱强度低、要求连续地质取心等限制条件,导致地... 地质岩心钻探是地质勘查的重要技术手段之一,其中钻孔的实钻轨迹是钻孔质量的重要参数,不仅影响着钻探施工时的孔内安全,也关系着地质勘查的质量和精度。地质岩心钻探中具有钻孔直径小、管柱强度低、要求连续地质取心等限制条件,导致地质岩心钻孔轨迹控制难度大。通过系统梳理地质岩心钻孔的轨迹控制方法,主要为以下几个方面:初级定向孔技术以完成目的层取心为首要目的,分析了钻孔倾角、方位、位移等参数的设计方法和随深度变化情况,明确了该技术的适用条件和缺点,为初级定向孔技术在500 m以浅钻孔施工使用提供了思路,同时指出深孔应配合其他措施使用;围绕地质钻探满眼钻具技术,分析了常规绳索取心满眼钻具和大口径绳索取心满眼钻具的使用情况,提出了绳索取心满眼钻具管柱力学理论;围绕受控定向钻进技术,分析了在钻孔纠斜和侧钻绕障方面的应用,指出了不同方法的优缺点,小口径井底动力钻具优势明显,但是受地质取心工艺要求的影响,在地质钻探中具有较多限制。通过对地质岩心钻孔轨迹控制技术现状的回顾和分析,明确了影响钻孔轨迹的关键因素以及控制钻孔轨迹的多种技术,可为提高地质钻探的勘查精度提供有益参考和研究思路。 展开更多
关键词 地质岩心钻探 钻孔轨迹控制 初级定向孔 满眼钻具 受控定向钻进
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酸性水-岩作用下花岗岩孔隙结构与热-力学性能劣化机理的实验研究
6
作者 程腾飞 陈晨 +5 位作者 姜升 张山岭 许振华 刘祥 李鑫 李宏达 《钻探工程》 2026年第1期46-51,共6页
干热岩开采过程中的水岩作用是影响储层长期稳定的关键因素。针对传统实验方法难以同时兼顾“长期效应”与“试样完整性”的难题,本研究自主研发了一套高温高压水岩作用模拟装置,以酸性溶液为加速介质,对花岗岩岩样开展了3、6、9 d的动... 干热岩开采过程中的水岩作用是影响储层长期稳定的关键因素。针对传统实验方法难以同时兼顾“长期效应”与“试样完整性”的难题,本研究自主研发了一套高温高压水岩作用模拟装置,以酸性溶液为加速介质,对花岗岩岩样开展了3、6、9 d的动态作用实验。结合核磁共振、热常数分析及力学测试,系统揭示了酸性环境下花岗岩孔隙结构及热-力学性能的协同劣化机理。结果表明:酸性水-岩作用导致花岗岩孔隙度非线性剧增(9 d内增幅448%),孔径由小孔主导向中、大孔调整;孔隙结构的改变引发导热系数与单轴抗压强度显著衰减,9 d内分别降低8.63%和33.19%,二者演化趋势高度一致。本研究成功构建了实验室短周期加速模拟与工程长期演化行为的定量关联,为精准预测干热岩储层服役期间的物理力学行为、评估储层稳定性,进而保障地热资源安全高效开发,提供了关键的实验依据和理论支撑。 展开更多
关键词 干热岩 水岩作用 花岗岩 酸性溶液 孔隙结构 性能劣化 热传导性能 抗压强度
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海底饱和软黏土沉积物低扰动取样过程数值模拟分析
7
作者 邴新国 郭威 +1 位作者 张鹏宇 王元 《钻探工程》 2026年第2期77-87,共11页
海底沉积物作为海洋信息载体,准确获取其原状数据对资源开发至关重要。取样是获取沉积物的关键手段,取样的精准度对资源勘探与分析有着极大影响,获取低扰动土体样品是取样工作的核心要点。本文针对海底饱和软黏土钻进取样过程中土体扰... 海底沉积物作为海洋信息载体,准确获取其原状数据对资源开发至关重要。取样是获取沉积物的关键手段,取样的精准度对资源勘探与分析有着极大影响,获取低扰动土体样品是取样工作的核心要点。本文针对海底饱和软黏土钻进取样过程中土体扰动问题,基于Abaqus软件,采用耦合欧拉-拉格朗日(CEL)算法,建立取样器-软黏土相互作用三维数值模型,探究取样管切削角和贯入速度对土体扰动的影响规律,先采用刃口角度为5°、10°、15°、20°、25°的取样器模型,分析刃口角度对土体扰动的影响,确定最优刃口角度,随后设置不同取样管贯入沉积物的速度,进一步研究不同贯入速度下土体的扰动程度。结果表明:随刃口角度增加,取样管外部土体扰动范围逐步增大,管内样品整体扰动范围也随角度增加而增大,刃口角度为5°时相比于25°,样品采取率提升了约4%;贯入速度越高,土体扰动程度越低,45 mm/s相比20 mm/s,管内壁土体应变影响范围缩小34%,管内壁最大应变值降低11.2%;小刃口角度与高贯入速度的组合可有效抑制土体塑性流动与结构破坏。研究成果为海底饱和软黏土沉积物低扰动取样器设计与施工参数选取提供了理论支撑。 展开更多
关键词 海底沉积物 饱和软黏土 低扰动取样 取样器 贯入速度 管靴切削角 数值模拟
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LZ型机械式连续造斜器设计探讨
8
作者 樊腊生 张统得 程悦瀚 《地质装备》 2026年第1期1-9,共9页
小口径定向钻探用的机械式连续造斜器研制定型后未再进行优化升级。本文针对这一现状,进行了系统分析和探讨,主要介绍了LZ型机械式连续造斜器的基本结构及工作原理,分析了连续造斜器的静力学特性,简述了连续造斜器工作时的压力传递路线... 小口径定向钻探用的机械式连续造斜器研制定型后未再进行优化升级。本文针对这一现状,进行了系统分析和探讨,主要介绍了LZ型机械式连续造斜器的基本结构及工作原理,分析了连续造斜器的静力学特性,简述了连续造斜器工作时的压力传递路线及位移变化情况,理论计算了连续造斜器工作时的侧向造斜力、卡固力,并分析了影响因素。针对连续造斜器的结构特点、给出了关键零件圆柱螺旋压缩弹簧的设计流程,探讨了离合器、滑块与上半楔和下半楔连接、滑块伸出限位等结构形式,提出了优化方向。机械式连续造斜器工作时,钻压须大于工作弹簧与复位弹簧的设计最大工作负荷之和,复位弹簧始终处于最大压缩行程,在规程参数范围内增加钻压并不会增加卡固力、侧向造斜力。 展开更多
关键词 连续造斜器 静力学分析 卡固偏斜机构 卡固力 造斜力 圆柱螺旋压缩弹簧 离合器 滑块
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煤层地下气化腔粉煤灰矿化封存CO_(2)研究
9
作者 李鑫 陈晨 +4 位作者 马英瑞 张山岭 姜升 程腾飞 李宏达 《钻探工程》 2026年第1期31-36,共6页
为应对全球碳排放与工业固废处理的双重挑战,本文提出一种基于煤层地下气化(UCG)废弃空腔与粉煤灰矿化封存相结合的“碳封存-固废处置-废弃空腔利用”三位一体工程方案。采用CMG-STARS软件构建三维三相五组分耦合模型,模拟粉煤灰浆体注... 为应对全球碳排放与工业固废处理的双重挑战,本文提出一种基于煤层地下气化(UCG)废弃空腔与粉煤灰矿化封存相结合的“碳封存-固废处置-废弃空腔利用”三位一体工程方案。采用CMG-STARS软件构建三维三相五组分耦合模型,模拟粉煤灰浆体注入与CO_(2)注入过程中的热力学与矿化反应行为,重点分析不同CO_(2)注入速率对温度场演化及封存效率的影响。研究结果表明:提高CO_(2)注入速率可显著增强矿化反应强度与空间均匀性,将速率从20000 m^(3)/d提升至60000 m^(3)/d,相同总注入量的矿化封存效率提高约15%;注入的低温CO_(2)引起初期降温,但矿化放热效应逐步逆转该趋势,使温度最终稳定在250℃左右。本研究为发展“碳封存-固废处置-废弃空腔利用”三位一体的工程技术提供了理论依据与参数优化策略。 展开更多
关键词 CO_(2)矿化封存 粉煤灰 碳封存 煤层地下气化腔 注入速率 固废利用 数值模拟
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煤矿地质勘查中定向钻进技术的应用
10
作者 张磊 宋鹏 《能源与节能》 2026年第1期229-232,共4页
煤矿传统钻探存在轨迹难控、钻孔较浅等问题,容易影响勘查和疏排水工作。鉴于定向钻进技术的良好发展,有必要对其应用展开探讨。首先,进行定向钻进勘查在井下应用的概述,该技术可实现对断层、采空区等地质构造的勘查。随后,总结了定向... 煤矿传统钻探存在轨迹难控、钻孔较浅等问题,容易影响勘查和疏排水工作。鉴于定向钻进技术的良好发展,有必要对其应用展开探讨。首先,进行定向钻进勘查在井下应用的概述,该技术可实现对断层、采空区等地质构造的勘查。随后,总结了定向钻孔成孔工艺经验,对套管孔段、定向造斜孔段、定向稳斜孔段3个方面的施工进行要点分析,以提高定向钻进质量。最后,开展了一主孔+多分支孔的定向钻孔研究,先进行钻孔初设计、施工,后进行补充设计、施工,能有效对断层特征进行了解,为井下活动提供安全保障。 展开更多
关键词 地质勘查 定向钻进 分支孔 随钻测量
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深部钻探气举取芯混合流输运特性研究
11
作者 刘永升 侯子扬 +1 位作者 夏建新 杨甘生 《地质学报》 北大核心 2026年第3期1079-1088,共10页
气举反循环连续取芯钻探可以有效提高钻进速度,是安全、高效地连续取芯的手段。岩芯输运过程中气-液-固混合流的运移规律是提升钻进速度和取芯效率的关键。基于系统动量守恒原理,建立气举反循环连续取芯气-液-固混合流输运控制方程,探... 气举反循环连续取芯钻探可以有效提高钻进速度,是安全、高效地连续取芯的手段。岩芯输运过程中气-液-固混合流的运移规律是提升钻进速度和取芯效率的关键。基于系统动量守恒原理,建立气举反循环连续取芯气-液-固混合流输运控制方程,探究混合流输运流场特性,定量刻画系统沿程流型分布与压降特性。研究表明:在井筒不同深度范围内,气液两相流呈现多种流型共存的特征。随着注气量的增加,流型依次进行泡状流、段塞流、搅动流、环状流的动态转变。注气量的提升使液相流量历经液流加速期、流型平稳期和液流下降期。岩芯区域压降是影响岩芯输运的重要参数,浸没比为0.7、0.8和0.9时的岩芯区域压差相较于0.6时提升10.2%、22.5%和37%。岩屑流量的增加对液体流量的上升产生了阻碍作用,岩屑流量由0.02314 m/s增加到0.0347 m/s、0.04628 m/s和0.05785 m/s,岩芯区域压差分别下降2.04%、3.67%和5.30%。岩芯混合流输运特性研究表明,气举反循环钻进应控制注气量、浸没比和钻进速度等钻进参数,以调控混合流流型,确保高效钻进。 展开更多
关键词 气举反循环钻进 混合流 流型 流动特性
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旋转式井壁取心技术发展现状与展望
12
作者 史芳玉 宁伏龙 +4 位作者 李维 刘志超 胡晨 孙雨轩 刘志辉 《钻探工程》 2026年第2期13-24,共12页
井壁取心是对钻进取心的重要补充,而传统旋转式井壁取心技术在高温、高压及高地应力环境下易发生岩心丢失、破碎或取心失败等问题,难以满足深井及非常规储层的高质高效取心需求。针对以上问题,本文系统回顾了国内外典型旋转式井壁取心... 井壁取心是对钻进取心的重要补充,而传统旋转式井壁取心技术在高温、高压及高地应力环境下易发生岩心丢失、破碎或取心失败等问题,难以满足深井及非常规储层的高质高效取心需求。针对以上问题,本文系统回顾了国内外典型旋转式井壁取心工具的技术进展,对其结构参数与取心原理进行对比分析;深入探讨了地层条件、取心器性能、井斜情况、滤饼质量、钻井液性能及操作失误等因素对井壁取心质量的影响机制;基于现场应用数据,对各类井壁取心工具在岩心采取率、完整性和岩心分析适用性与可靠性等方面进行综合评估。研究表明:旋转式井壁取心技术在复杂地层中具备显著优势,可为深层与超深层储层评价提供可靠的物性与地质参数支撑,而大尺寸旋转式井壁取心技术显著提升了样品代表性;国产化井壁取心工具在常规储层已趋成熟,但在核心部件寿命、信号采集与控制精度等方面仍存在差距;未来技术升级应聚焦于耐高温材料、密封与抗污染设计及多参数自适应控制体系等关键方向,以提升作业精度与环境适应性,为复杂地层岩心获取提供更高效的工程解决方案。 展开更多
关键词 井壁取心技术 旋转式井壁取心工具 岩心采取率 高温高压 非常规储层 地层适应性 超深井钻探
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瓦斯抽采孔孔口降尘剂的制备与性能评价
13
作者 任妮 韩子辰 +3 位作者 张杰 蔡记华 杨现禹 杨琴 《钻探工程》 2026年第1期91-98,共8页
本文针对深部煤矿瓦斯抽采钻孔过程中孔口煤尘危害严重且传统除尘技术效率低的问题,旨在研发一种具有协同抑尘机制的高效环保降尘剂。以海藻酸钠、聚乙烯醇和丙烯酰胺为原料,通过接枝共聚法制备了接枝共聚物PSA,并复配表面活性剂APG0810... 本文针对深部煤矿瓦斯抽采钻孔过程中孔口煤尘危害严重且传统除尘技术效率低的问题,旨在研发一种具有协同抑尘机制的高效环保降尘剂。以海藻酸钠、聚乙烯醇和丙烯酰胺为原料,通过接枝共聚法制备了接枝共聚物PSA,并复配表面活性剂APG0810,制备出新型复合降尘剂PSAA。采用红外光谱、热重分析表征PSA的结构与热稳定性,并通过沉降实验、接触角测试、抗蒸发与抗风蚀实验对PSAA的抑尘性能进行评价。结果表明,PSA热稳定性良好;PSAA溶液与煤样的接触角低至24°,较清水降低61.9%,润湿性优异;在50℃环境下保水效果良好;在9 m/s强风侵蚀下,抗风蚀率仍达81.73%。扫描电镜证实,PSAA能在煤尘表面形成致密固化层,实现“润湿-黏结-固化”协同抑尘。该降尘剂制备简单、性能优良,为瓦斯抽采孔口煤尘的高效控制提供了新的技术思路与解决方案。 展开更多
关键词 复合降尘剂 瓦斯抽采孔 煤尘控制 接枝共聚 润湿性能 抗风蚀 协同机理
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压水试验技术发展历程与创新构想
14
作者 许嘉伟 王胜 +4 位作者 徐世毅 唐方杰 谢杰 张洁 赖昆 《钻探工程》 2026年第2期35-46,共12页
在全球能源结构调整与页岩气等非常规资源勘探开发的背景下,压水试验作为评估岩体渗透性的关键原位测试技术,其技术进步对保障能源资源安全具有重要意义。本文系统梳理了压水试验从经验定性到数字化、智能化的发展历程,分析了其技术理... 在全球能源结构调整与页岩气等非常规资源勘探开发的背景下,压水试验作为评估岩体渗透性的关键原位测试技术,其技术进步对保障能源资源安全具有重要意义。本文系统梳理了压水试验从经验定性到数字化、智能化的发展历程,分析了其技术理论与试验设备的协同演进。针对传统技术存在的起下钻频繁、效率低、数据解读依赖推断等局限,提出了不提钻压水试验系统、多功能集成探管和多栓塞压水试验装置3项创新技术构想,并阐述了其工作原理、工艺流程及技术优势。这些构想分别融合绳索取心、孔内成像探测与多栓塞同步隔离测试等核心技术,旨在实现压水试验向“高效、精准、可视化”的跨越。本研究可为压水试验从单一参数测试向“地质-水文-工程”一体化诊断平台的演进提供路径参考,为我国能源资源勘探与重大工程建设提供技术支撑。 展开更多
关键词 压水试验 技术发展 创新构想 不提钻 集成探管 多栓塞装置 智能化
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中国钻探之父——刘广志
15
作者 杨波 《科学画报》 2026年第3期24-25,共2页
刘广志(1923年3月11日-2014年11月19日),中国工程院院士,我国地质探矿工程的主要奠基人和开拓者。他领导人造金刚石小口径钻探配套技术研究与应用,1985年获国家科学技术进步奖一等奖;推广定向钻探等五大钻探技术,率先倡导大陆科学钻探,... 刘广志(1923年3月11日-2014年11月19日),中国工程院院士,我国地质探矿工程的主要奠基人和开拓者。他领导人造金刚石小口径钻探配套技术研究与应用,1985年获国家科学技术进步奖一等奖;推广定向钻探等五大钻探技术,率先倡导大陆科学钻探,使我国钻探工程跃居世界先进行列;创造性地为上海治理地面沉降、大型矿山勘探等重大工程作出不可磨灭的突出贡献。 展开更多
关键词 地质探矿工程 中国工程院院士 刘广志
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油页岩原位开采井下燃烧加热器催化燃烧特性及参数优化研究
16
作者 林宝新 陈知霖 王元 《钻探工程》 2026年第2期96-101,共6页
针对油页岩原位转化开采过程中的环境污染与能源效率问题,本研究提出一种将井下开采产生的甲烷废气回收,并用于催化燃烧加热器的能源循环利用方法。研究选定催化燃烧与多孔介质燃烧相结合的方式,以甲烷为燃料,构建二维轴对称模型,系统... 针对油页岩原位转化开采过程中的环境污染与能源效率问题,本研究提出一种将井下开采产生的甲烷废气回收,并用于催化燃烧加热器的能源循环利用方法。研究选定催化燃烧与多孔介质燃烧相结合的方式,以甲烷为燃料,构建二维轴对称模型,系统模拟了孔径、注气速率及甲烷摩尔分数对燃烧效果的影响。研究结果表明:减小孔径可显著提高甲烷转化率与尾气温度;注气速率的变化对燃烧效果影响微弱;贫燃状态下甲烷浓度的微量变化对转化率提升有限。本研究为油页岩井下废气中甲烷的资源化利用与燃烧加热器的优化设计提供了理论依据,对推动油页岩绿色开采具有重要的工程参考价值。 展开更多
关键词 油页岩 原位开采 原位转化 催化燃烧 多孔介质 数值模拟 参数优化 绿色开采
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复杂地层岩心钻探孔内事故预防及应急处置技术
17
作者 杨秀桥 《中文科技期刊数据库(引文版)自然科学》 2026年第1期046-049,共4页
复杂地层岩心钻探是深部资源勘探的关键环节,但普遍面临孔壁失稳、钻具故障等多类型高发事故的严峻挑战,严重影响工程效率、成本与安全。本文系统分析了以卡钻、埋钻、钻具断裂及孔壁坍塌为代表的典型事故成因,指出当前预防体系在风险... 复杂地层岩心钻探是深部资源勘探的关键环节,但普遍面临孔壁失稳、钻具故障等多类型高发事故的严峻挑战,严重影响工程效率、成本与安全。本文系统分析了以卡钻、埋钻、钻具断裂及孔壁坍塌为代表的典型事故成因,指出当前预防体系在风险超前感知、工艺精准适配、智能技术应用及标准化处置方面存在显著不足。研究认为,构建“预测-预防-预警-处置”一体化的技术体系,对于保障钻探安全、提升勘探效益、推动行业技术进步具有核心价值。为此,本文创新性地提出了“构建基于多源信息的孔内风险超前预测平台”“研发地层-工况自适应的智能化钻探工艺包”“发展以孔内电视与AI诊断为核心的实时监测与决策系统”以及“完善标准化应急处置流程与专用工具装备体系”四大对策。通过推动地质认知、工程技术、信息技术与管理体系的深度融合,旨在为我国复杂地层高效、安全钻探提供一套系统性解决方案。 展开更多
关键词 复杂地层 岩心钻探 孔内事故 事故预防 应急处置 钻孔电视(ATV) 智能化 标准化
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基于甲烷催化燃烧的油页岩原位开采技术研究
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作者 陈知霖 水浩澈 王元 《钻探工程》 2026年第2期102-107,共6页
针对油页岩开采过程中产生的含甲烷废气,提出了一项创新性的技术方案,即利用含低浓度甲烷裂解气进行催化燃烧以促进油页岩的开采,并借助Fluent和CMG软件进行了详尽的模拟分析。Fluent模拟研究发现,较小的孔径和增加的催化段长度能有效... 针对油页岩开采过程中产生的含甲烷废气,提出了一项创新性的技术方案,即利用含低浓度甲烷裂解气进行催化燃烧以促进油页岩的开采,并借助Fluent和CMG软件进行了详尽的模拟分析。Fluent模拟研究发现,较小的孔径和增加的催化段长度能有效提升甲烷的转化率和燃烧温度,甲烷转化率可达到92.4%的高值,尾气温度亦可达到1050 K。CMG模拟结果显示,在不同的甲烷转化率条件下,油页岩开采过程中的温度场分布及油气产量存在显著差异,甲烷转化率92%时总产油量最高,为20.5 m^(3);同时,随着转化率的降低,日产气量呈现上升趋势,且峰值出现时间提前。研究证实了该方案在实现废气循环利用、提升能源利用效率的同时,还能有效减轻环境负担,为油页岩的绿色、高效开采提供了崭新的技术路径和方法。 展开更多
关键词 油页岩 原位开采 原位转化 催化燃烧 甲烷转化率 尾气温度 总产油量
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西藏高海拔工作区复杂地层岩心钻探施工难点与对策
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作者 罗龙 何军 +1 位作者 廖麟祥 杨科 《钻探工程》 2026年第1期117-124,共8页
西藏罗布莎工作区海拔高,地质条件复杂,岩层破碎且裂隙发育显著,地层稳定性差,存在地层破碎、漏失、缩径等钻探难题。本文聚焦该工作区设计孔深800 m的中深孔施工实践,对以破碎绿泥石化橄榄岩为主、严重漏水且缩径频繁的极端复杂地层中... 西藏罗布莎工作区海拔高,地质条件复杂,岩层破碎且裂隙发育显著,地层稳定性差,存在地层破碎、漏失、缩径等钻探难题。本文聚焦该工作区设计孔深800 m的中深孔施工实践,对以破碎绿泥石化橄榄岩为主、严重漏水且缩径频繁的极端复杂地层中的施工过程进行了总结。针对人员短缺、设备组装要求特殊、严重漏水致使孔壁失稳、冲洗液易污染失效、频繁缩径引发卡钻等核心难题,系统归纳了钻机-钻塔创新组合技术、基于动态堵漏与抗污染配方的冲洗液体系优化、套管护壁结合周期性提钻扫孔防缩径、阶段性人员动态调整与快速培养模式等关键应对技术。经实践验证,此次钻孔施工成功克服了各种困难,顺利终孔。本案例对施工实践进行的系统总结和所积累的施工经验,可为类似高海拔、复杂地层条件下的岩心钻孔施工提供技术参考和管理经验借鉴。 展开更多
关键词 复杂地层 岩心钻探 破碎地层 漏失地层 钻孔缩径 冲洗液污染 高海拔
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井壁取心技术研究现状及发展建议
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作者 牛庆磊 宋刚 +3 位作者 崔淑英 张欣 陈晓君 陈根龙 《钻探工程》 2026年第1期13-21,共9页
井壁取心技术是油气储层评价与资源勘探中取心钻探的一种有效技术补救手段,其发展历经近百年,从早期冲击式取心逐步演进为高效、精准的旋转式井壁取心技术。本文系统梳理了该技术的演进脉络,重点聚焦旋转式井壁取心技术国内外研究进展... 井壁取心技术是油气储层评价与资源勘探中取心钻探的一种有效技术补救手段,其发展历经近百年,从早期冲击式取心逐步演进为高效、精准的旋转式井壁取心技术。本文系统梳理了该技术的演进脉络,重点聚焦旋转式井壁取心技术国内外研究进展与关键技术突破。通过对比分析国际油服公司与国内企业的技术参数及应用案例,发现国外在岩心尺寸控制、耐温耐压性能、流体密闭采样及岩心数字化处理等方面具有领先优势;国内虽在机械结构优化、电动直驱技术、耐温性能等方面取得显著进步,但在取心工具可靠性、复杂地层适应性及智能化水平上仍存在差距。基于当前技术瓶颈,并结合深地、深海勘探需求,本文提出井壁取心技术的未来研发方向。研究成果旨在推动我国井壁取心技术向高效化、智能化、数字化升级,为超深井及非常规油气勘探提供关键技术支撑。 展开更多
关键词 井壁取心 旋转式取心 取心工具 耐高温高压 智能取心 数字岩心
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