巖溶地下水勘查氣助正循環(huán)鉆探技術(shù)應(yīng)用成果摘要

這是一項(xiàng)水資源鉆探新技術(shù)，針對性地解決了巖溶地區(qū)和巖石裂隙漏失層的水文水井鉆探技術(shù)難題，為“多工藝空氣鉆進(jìn)技術(shù)體系”提供了一種新的鉆探工藝方法。氣助正循環(huán)工藝能顯著提高鉆孔環(huán)空沖洗液上返速度，對裂隙含水層具有很好的疏通效果。該技術(shù)除適用于巖溶漏失巖層的水井鉆探施工外，還可廣泛應(yīng)用于含水漏失巖層地區(qū)的大直徑集水井、灌溉井和基樁鉆孔，在套管護(hù)壁的前提下，可用于沿海灘涂大直徑鉆孔施工。 2100433B

書名：中國重要金屬礦勘查物探化探方法技術(shù)應(yīng)用

全書共七章，內(nèi)容分三部分。第一部分即第一章，為物探化探方法技術(shù)進(jìn)步及在金屬礦勘查中的應(yīng)用情況。第二部分為第二章至第六章，主要針對不同礦種如鐵、銅、鉛鋅、鎢、錫、鉬等礦床勘查，重點(diǎn)介紹物探化探方法技術(shù)運(yùn)用中工作方法及其組合、解釋推斷方法技術(shù)、應(yīng)用效果和工作經(jīng)驗(yàn)等。該部分收錄金屬礦床勘查案例共32篇，按不同礦種又分成不同章節(jié)。對各礦種勘查中采用的方法技術(shù)所進(jìn)行小結(jié)，分別編排在各章第一節(jié)。第三部分為第七章，概述了金屬礦勘查中物探化探方法技術(shù)面臨的問題與發(fā)展趨勢。

本書可供從事金屬礦勘查的地質(zhì)、物探、化探工作者閱讀與參考。

(1)首先考慮滿足施工工程鉆孑L的地質(zhì)條件、鉆孔主要指標(biāo)（孔徑、孔深、孔身結(jié)構(gòu)以及鉆孑L工程質(zhì)量要求等）對設(shè)備性能的要求、施工現(xiàn)場的地形地理環(huán)境以及施工技術(shù)設(shè)計(jì)中提出的工藝技術(shù)措施等因素。

(2)在此基礎(chǔ)上，優(yōu)先考慮利用（包括做適當(dāng)改造后利用）本單位、地區(qū)現(xiàn)有鉆機(jī)的可能性。

(3)考慮外購，在購置鉆機(jī)時(shí)應(yīng)優(yōu)先考慮設(shè)備的先進(jìn)性和實(shí)用性（即適應(yīng)性、功能多），兼顧本工程施工要求。 2100433B

深海鉆探技術(shù)南?？铺?/h3>

我國于1998年正式加入大洋鉆探計(jì)劃，隨后開展了2個(gè)航次的南海大洋科學(xué)鉆探。

2014年1月29日至3月30日進(jìn)行了國際大洋發(fā)現(xiàn)計(jì)劃，IODP（lntegrated Ocean Drilling program）第349航次。該航次是IODP計(jì)劃的首個(gè)航次。

共同首席科學(xué)家是同濟(jì)大學(xué)李春峰教授，此輪南海大洋鉆探一共完成5個(gè)鉆位的取心，如同在海底打下了5顆“金釘子”獲取了具有極高價(jià)值的巖心。鉆探水深4000米最深處是黃巖島附近4200米，向下鉆探1000米。據(jù)決心號(hào)船上另一位首席科學(xué)家（美籍華人）說該孔深是大洋鉆探第三個(gè)深孔紀(jì)錄。

取得技術(shù)上的成就是：

（1）首次在南海4000米水深進(jìn)行科學(xué)鉆探。

（2）首次在南海深水鉆探海底以下1000米。

（3）所鉆最深井深5000多米，是ODP深海鉆探中的第三個(gè)深井。

（4）首次在南海取得說明海底擴(kuò)張形成的硬巖—玄武巖。

深海鉆探技術(shù)深水鉆探

1、深海鉆探用深水工程鉆機(jī)

我國設(shè)計(jì)制造了擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的深水工程鉆機(jī)改變我國深海鉆機(jī)受制于人的現(xiàn)狀，提高我國重大裝備研發(fā)能力，制造能力和集成能力，加快深海油氣田的勘察，具有重要意義。

2、深水工程鉆探船

目前南海深水油氣開發(fā)前期地質(zhì)調(diào)查水深為300 m以淺，大于300 m水深工程鉆探需租用國外鉆探船，取心工作量大，代價(jià)高。國內(nèi)現(xiàn)制造了3000 m水深鉆探船。

3、深水隨鉆取樣技術(shù)

深水隨鉆取樣技術(shù)在國內(nèi)尚是空白，國外對我是技術(shù)嚴(yán)密封鎖，產(chǎn)品是只租不賣，尚要外國技術(shù)人員現(xiàn)場服務(wù)，代價(jià)昂貴。更重要的是南海資源應(yīng)由我國自主勘探和開發(fā)，以行使我國領(lǐng)海主權(quán)。深海鉆探將為全國海洋科學(xué)家提供記錄處于海表以下海底沉積物和巖中的地質(zhì)和環(huán)境信息的巨大知識(shí)庫。通過這些信息會(huì)使我們對地球的過去、現(xiàn)在和將來有更好的認(rèn)識(shí)。

主要特點(diǎn)：

（1）在松軟土層采用先進(jìn)的壓入式取樣技術(shù)。

（2）在軟硬地層中采用超前伸縮式取樣技術(shù)。

（3）在破碎地層中采用射流式攬簧取樣技術(shù)。

（4）模塊式組合取樣技術(shù)，實(shí)現(xiàn)鉆頭，鉆桿不提出鉆孔，即可更換取樣模塊。

技術(shù)要求：在3000米水深，蒲福7級(jí)風(fēng)，在效波高3m和海流為2.5節(jié)的條件下能夠?qū)嵤┤幼鳂I(yè)。取樣長度1.5m，取樣直徑≥Φ60mm，采取率：90%。

鉆具性能：耐壓22MPa，運(yùn)動(dòng)速度1.5m/s，外筒抗拉強(qiáng)度δb≥1080MPa，屈服強(qiáng)度δb≥930MPa，可承受最大扭矩802kN·m，外筒螺紋連接處最大應(yīng)力為348MPa<外筒材質(zhì)的屈服強(qiáng)度930MPa。翻板式采取沙土樣品可靠，射流式鉆具取破碎樣品，保真性好。

深海鉆探技術(shù)南海鉆探

中國地質(zhì)調(diào)查局在南海北部成功鉆獲“可燃冰”。從而繼美國、日本、印度之后的第四個(gè)采到水合物實(shí)物樣品的國家。鉆探采樣的成功，標(biāo)志著我國天然氣水合物調(diào)查研究水平步入世界先進(jìn)行列，即達(dá)到了國際先進(jìn)水平，但其發(fā)展的瓶頸是鉆探技術(shù)和設(shè)備，特別是關(guān)鍵技術(shù)——保溫保壓取樣器，被世界各國都十分重視和保密技術(shù)，也是天然氣水合物取樣的核心技術(shù)。

1、天然氣水合物的鉆探設(shè)備和技術(shù)

全部采用荷蘭惠固公司的鉆探船和俄羅斯的取樣技術(shù)。

2、天然氣水合物取樣的關(guān)鍵技術(shù)——保溫、保壓取樣器

天然氣水合物是在低溫（0~10℃），高壓（>10Mpa）并有充足烴類氣體連續(xù)補(bǔ)給和水參與下形成的一種礦物。所以在常溫常壓條件下極易揮發(fā)，要保持天然氣水合物的原狀樣品，必須涉及保溫保壓的取樣鉆具。

該類型取樣器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)是取樣管的密封機(jī)構(gòu)。大致有2種：（1）球閥密封機(jī)構(gòu)；（2）翻板式密封機(jī)構(gòu)。

深海鉆探技術(shù)大洋礦探

1、海底固體礦產(chǎn)的勘探方法

占地球面積70%的海洋就是一個(gè)海底金屬礦產(chǎn)資源的大寶庫，除了油氣等能源資源外，最具開發(fā)價(jià)值的應(yīng)屬大洋多金屬結(jié)核、富鈷結(jié)殼和多金屬硫化物三種潛在的海底多金屬礦產(chǎn)資源。

目前多金屬結(jié)核取樣技術(shù)是箱式取樣；結(jié)殼取樣技術(shù)是深海鉆探取樣技術(shù)；硫化物取樣常規(guī)手段是電視抓斗。

其中硫化物礦床的調(diào)查工作難度最大，一是硫化物礦床是三維分布的礦床，基本分布在海底兩三千米以下，靠一般手段難以了解，最大技術(shù)瓶頸是鉆探。

2、研制適合4000米深水鉆探技術(shù)依據(jù)：

1）南海大洋科學(xué)鉆探最大海水深度4200多米；

2）南海天然氣水合物賦存的海水深度1200多米；

3）多金屬硫化物礦床分布在海底水深3000米以下；

4）中海油工程勘察船708號(hào)設(shè)計(jì)水深3000米。

3、設(shè)計(jì)海底以下鉆探1000米鉆探技術(shù)依據(jù)：

1）南海大洋鉆探最大海底以下鉆探1000米左右；

2）南海天然氣水合物賦存于海底以下225米左右；

3）多金屬硫化物礦床賦存于海底以下300米左右；

4）中海油工程勘察船708號(hào)可鉆海底以下600米。

因此，設(shè)計(jì)適用于深海水深4000米，海底以下1000米的鉆探船，鉆機(jī)及取樣工具可滿足南海淺部及深部的多種領(lǐng)域的需要。

深海鉆探技術(shù)南海石探

“南海是世界油氣資源富集地區(qū)之一，是第二個(gè)波斯灣”美國能源信息局網(wǎng)站這樣評價(jià)南海蘊(yùn)藏的豐富資源。

在南海幾乎所有西方大石油公司均涉足其中，建的油氣井超過千口（有資料稱約2千口）。而中國在2012年3月前在資源最密集的南沙海域沒有一口井。

2012年5月9日中國首座代表當(dāng)今世界最先進(jìn)水平的第六代半淺式深水鉆進(jìn)平臺(tái)“海洋石油981”，在南海荔灣區(qū)域1500米深的水下鉆入地層，標(biāo)志著我國“深水戰(zhàn)略”由此邁出了實(shí)質(zhì)性的一步，實(shí)現(xiàn)了零的突破，是中國成為第一個(gè)在南海自營勘探開發(fā)深水油氣資源的國家，表明中國深水作業(yè)能力領(lǐng)先于亞洲其他國家。

9月15日中海油總公司宣布“海洋石油981”鉆井平臺(tái)，在南海北部深水區(qū)測試獲得高產(chǎn)油氣流，這是中國海域自營深水勘探的第一個(gè)重大油氣發(fā)現(xiàn)。此次陵水17-2氣田的發(fā)現(xiàn)不僅證明了我國南海豐富的油氣資源潛力，也意味著我國已基本具備深水油氣開發(fā)的能力。

“海洋石油981”為旗艦的“深水艦隊(duì)”見圖15、圖16、圖17，代表了當(dāng)今世界海洋石油鉆井平臺(tái)技術(shù)的最高水平，創(chuàng)造了多項(xiàng)世界第一。

“海洋石油981”深水鉆井平臺(tái)長114米，寬98米，高137米，最大鉆井深度10000米，最大作業(yè)水深3000米，海底以下可鉆7000米。 2100433B