汶川地震断裂带科学钻探项目WFSD-4孔取心钻进技术.pdf

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1、126探矿工程(岩土钻掘工程)2014年第41卷第9期汶川地震断裂带科学钻探项目WFSD一4孔取心钻进技术庄生明，吴金生，张伟，王稳石(1．中国地质科学院探矿I-艺研究所，四川成都611734；2．中国地质调查局，北京100037；3．中国地质科学院勘探技术研究所，河北廊坊065000)摘要：介绍了汶川地震断裂带科学钻探项目4号孔(WFSD一4)取心钻进施工情况，对破碎和缩径地层的取心钻进工艺和技术措施及其应用效果进行了分析和总结。关键词：地震断裂带；科学钻探；复杂地层；取心钻进；强缩径中图分类号：P634．5文献标识码：A文章编号：1672—7428

2、(2014)09—0126—04TheCoreDrillingTechnologyUsedintheBoreholeWFSD一4ofWenchuanEarthquakeFallltScientificDrillingProject／ZHUANGSheng—ming，WUn—sheng，ZHANGWei，WANGWen—shi(1．InstituteofExplorationTechnology，CAGS，ChengduSichuan611734，China；2．ChinaGeologicalSurvey，Beijing100037，China；3．Th

3、eInstituteofExplora-tionTechniques，CAGS，LangfangHebei065000，China)Abstract：InthisarticlethecoredrillingoperationoftheboreholeWFSD一4ofWenchuanearthquakefaultscientificdrill—ingprojecthasbeendescribed，andthecoredrillingtechnologyandtechnicalmeasurestosolvetheproblemsencounteredwhi

4、ledrillinginbrokenrockformationandstrongboreholeshrinkageconditionhavebeenanalyzedandsummarized．Theapplicationresultsofthecoredrillingtechnologyandtechnicalmeasureshavebeenintroduced．Keywords：Wenchuanearthquakefault；scientificdriling；complexformation；coredrilling；strongshrinkage

5、formation1概述即螺杆马达+液动锤+半合管取心钻进工艺。通过汶川地震断裂带科学钻探项目4号孔(WFSD对钻探施工效率和取心效果等方面的比较分析，摒一4)孔位于平武县南坝镇旧洲村境内的$205省道弃了绳索取心钻进工艺而采用螺杆马达井底驱动的和涪江之间的河漫滩一级阶地上，岩性主要为变质提钻取心钻进工艺。液动锤配合螺杆马达改变了碎岩地层。根据WFSD一4地质设计要求：在F3断层岩方式，利用冲击回转碎岩，提高了钻进效率，降低井段1450～1550m进行取心钻进，穿越F3断层后，了岩心堵塞，提高了回次进尺长度。半合管则最大定向钻进至1980m，然后取心钻

6、进直至终孔。取心限度地保证了岩心的原状性。螺杆马达+液动锤+钻进的目的是为地学部提供较为连续的、原状性岩半合管取心钻进基本参数为：钻压20～50kN，转速心，以开展汶川地震断裂带的地震学研究。由于是15～30+220r／min，泵压5．5～17．4MPa，排量450在极其破碎的地震断裂带取心，WFSD一4孔钻探施～660L／min。该钻进工艺是一种复合回转的钻进工的艰巨性是几口科学群钻中难度最大，经费消耗工艺：破碎岩石的主要回转动力由螺杆马达提供，转最多的一口，钻遇的复杂地层更是前所未有，这对取速220r／min；地表回转装置(顶驱或转盘)的转速为心钻

7、进无疑是一个挑战。从取出的原状性岩心来l5～30r／min，目的是减轻摩阻，使钻压能有效地传看，地层的复杂程度可见一斑。递到钻头上，此外还可预防键槽卡钻。2WFSD一4孔取心钻进工艺3WFSD一4孔取心钻进施工情况汶川地震断裂带科学钻探项目WFSD一4孔继3．1二开l444．55～1555．00m井段取心钻进续沿用WFSD一2孔施工时摸索出的取心钻进工艺，二开取心钻进从1444．55m开始进行，取心钻收稿日期：2014—06—30基金项目：科技部科技支撑计划专项“汶川地震断裂带科学钻探(WFSD)”项目之“科学钻探与科学测井”课题；中国地质调查局地调项

8、目“破碎和强缩径地层大直径深孔取心钻进技术研究”(1212011120258)、“地震断裂带复