物探震源孔复杂地层快速成孔工艺研究

项目所属科学技术领域、主要内容、特点及应用推广情况 (1) 所属领域：技术服务和地质勘查业领域，主要目的就是解决我国新一轮油气勘探地震勘探施工中遇到越来越多的复杂地层难以钻进成孔和准确采集地震数据资料等技术难题。 (2) 主要内容：钻进成孔器具结构的设计、参数制定及器具研制、工艺方法的研究及工艺参数的确定、炸药投放技术及数据采集、施工设备改进与配套等。 (3) 特点：采用双壁钻杆空气反循环快速钻探钻进成孔方法，无须提出孔内钻具即可将炸药经双壁钻杆内管的中心通道投放到孔底所需位置，钻进速度快，成孔及投药成功率高，解决了采用常规水钻施工效率、成本高、钻进成孔困难及成孔和下药成功率低等一系列难题。对不稳定的卵砾石地层，采用绳索打捞空气潜孔锤冲击回转钻进、钻杆护孔及管内下药的特殊方式，与传统的跟管钻进成孔技术相比，大大简化了施工工序和提高钻进效率和下药可靠性。 (4) 推广应用情况：由于该钻进成孔方法能有效地解决干旱缺水地层快速钻进成孔的难题，特别是易坍塌的沙漠及小砾径砾石地层快速钻进成孔难题，所以在油气地震物探爆破孔钻进成孔施工工程中已大量地推广应用，应用地区有大庆、新疆、青海、辽河等勘探工区，应用的单位有大庆物探公司、新疆油田物探公司、青海油田物探公司、胜利油田物探公司、江汉油田物探公司、江苏油田物探公司、中原油田物探公司、华北石油管理局物探公司、辽河油田物探公司。使用单位都取得了非常好的经济技术效果。目前已推广应用100多台套。几年来，利用该技术完成地震物探爆破孔40多万个，施工产值达6亿多元人民币，节水及提高工效所产生的节支超过4000万元。2006年初，大庆物探公司又利用该项技术承揽了蒙古共和国油气地震勘探施工项目，地震物探炮孔12000个，产值3000多万元。 2100433B

添加成孔剂工艺是通过在陶瓷配料中添加造孔剂,利用造孔剂在坯体中占据一定的空间,然后经过烧结,造孔剂离开而形成气孔来制备多孔陶瓷。添加造孔剂制备多孔陶瓷的工艺流程与普通的陶瓷工艺流程相似。造孔剂的种类有无机和有机两类,无机造孔剂有碳酸铵、碳酸氢铵、氯化铵等高温可分解的盐类,以及煤粉、碳粉等。

有机造孔剂主要是天然纤维、高分子聚合物和有机酸等。造孔剂颗粒的形状和大小决定了多孔陶瓷材料气孔的形状和大小。多孔陶瓷材料的成型方法与普通陶瓷的成型方法类似,主要有模压、挤压、等静压、扎制、注射和粉浆浇注等。2100433B

①钻头着地，旋转，钻进：以钻具钻头自重和加压油缸的压力作为钻进压力，每一回次的钻进量应以深度仪表为参考，以说明书钻速、钻压扭矩为指导，进尺量适当，不多钻，也不少钻，钻多，辅助时间加长，钻少，回次进尺小，效率降低。

②当钻斗内装满土、砂后，将其提升上来，注意地下水位变化情况，并灌注泥浆。

③旋转钻机，将钻斗内的土卸出，用铲车及时运走，运至不影响施工作业的地方。

④关闭钻斗活门，将钻机转回孔口，降落钻斗，继续钻进。

⑤为保证孔壁稳定，应视表土松散层厚度，孔口下入长度适当的护筒，并保持泥浆液面高度，随泥浆损耗及孔深增加，应及时向孔内补充泥浆，以维持孔内压力平衡。

⑥遇软土层特别是黏性土层，应选用较长斗齿及齿间距较大的钻斗以免糊钻，提钻后应经常检查底部切削齿，及时清理齿问粘泥，更换已磨钝的斗齿。钻遇硬土层，如发现每回次钻进深度太小，钻斗内碎渣量太少，可换一个较小直径钻斗，先钻小孔，然后再用直径适宜钻斗扩孔。

⑦钻砂卵砾石层，为加固孔壁和便于取出砂卵砾石，可事先向孔内投入适量黏土球，采用双层底板捞砂钻斗，以防提钻过程中砂卵砾石从底部漏掉。

⑧提升钻头过快易产生负压，造成孔壁坍塌。

⑨在桩端持力层钻进时，可能会由于钻斗的提升引起持力层的松弛，因此，在接近孔底标高时，应注意减小钻斗的提升速度。