中国有色金属报:向地球更深处钻进
——江西省地质局第四大队钻探工程院深钻施工纪实
2025年5月20日 来源:中国有色金属报 责编·作者:沈乐冰 舒克鑫
勘察现场
上天不易,入地更难。有着钻探“铁军”之称的江西省地质局第四大队钻探工程院(以下简称“钻探院”),以钻头为“入地”之钥,在地热资源开发、页岩气勘探、铁路勘察等深孔钻探领域不断钻深探宝,攻坚克难,向地球更深、更难处发起挑战。
近年来,钻探院完成千米以上钻孔24个,涵盖地热、地质、页岩气、科研、隧道勘察等多种类型,施工最深钻孔2068.54米,累计千米级深孔钻探进尺31717.31米。这些数字的背后,凝结着钻探“铁军”的智慧与汗水,彰显了钻探“铁军”在深孔钻探领域的的实力和工匠精神。
最佳设备技术组合显身手
2021年5月,钻探院在宜春某地热盲区实施孔深1200米的地热水勘查任务。
地热钻探通常都是超过千米的深孔,常会遇到裂隙、岩溶等地质构造较为复杂的地层,容易发生卡钻、埋钻等状况,传统的钻进技术成井难度较大。
钻探院采用“空气潜孔锤+绳索取芯”组合工艺,利用空气潜孔锤高效破岩的特点,结合绳索取芯技术,既提高了钻探效率,又能确保高质量采取岩芯。空气潜孔锤的平均回次进尺更深、机械钻速更快,能以强大的冲击力迅速破碎岩石,大幅提高钻进速度;绳索取芯技术则无需提钻即可直接取得岩芯。严谨的操作实现了两种技术的有效衔接,满足了对岩芯样本的需求,也保障了深孔钻进的安全。
在芦溪县新泉、武功山麻田、安福县赤江、安福县三江等地热钻探中,钻探院通过采取组合工艺,实现了地热盲区找水“零”的突破。“我院已实施千米级地热钻孔12个,累计进尺17739.38米。实践证明,‘空气潜孔锤+绳索取芯’是实施地热孔的最佳组合。”钻探院党支部书记舒克鑫表示。
“血管支架手术”解难题
2023年10月,钻探院承接黔北某地区页岩气钻探施工任务,设计孔深约1700米。随着钻头向地下推进,地层复杂度与施工难度及事故风险同步上升。钻至980.52米时,施工遭遇了孔内掉块、坍塌的状况,常规处理措施均告失效,面临废孔危机。
钻探院召开技术讨论会,果断决定采用先进的膨胀波纹管护壁技术试一试。这是油气开发领域的一种钻进新技术,在地下近千米、直径95毫米的钻探孔中下入支架,如同开展地下“血管支架手术”,需要最精密的操作。技术人员在地表反复测试适合事故孔段的膨胀率,指导施工人员谨慎地将特殊设计的波纹管下到事故孔段。波纹管膨胀后与井壁紧紧锚固,事故孔段被有效地隔离开来,该孔得以正常钻进,顺利终孔。
钻探院技术负责人伍星表示:“这项技术的成功运用,不仅解决了孔内事故,确保了施工安全进行,还为我们向更深、更复杂的地层钻进奠定了技术基础。”
一股“钻”劲攻难关
在深孔钻探中,控制钻孔垂直度是关键挑战之一,一旦发生偏斜,不仅影响钻探效率,还可能导致钻孔报废。因此,防斜纠斜至关重要。
2022年4月,钻探院在湖北恩施开展孔深1500米的钻井施工。该区地层条件复杂,钻进过程中易发生钻孔弯曲的情况。钻探院根据地层变化,优化钻孔孔位设计,及时调整钻进参数,采用“螺杆马达+液动锤”结合的施工工艺防斜纠斜。该工艺对钻探工人的操作精准度要求极高,需眼手协同,实现“看”“算”“变”三位一体,通过精准动力传输与控制,确保钻孔沿预定轨迹延伸,有效纠正偏斜,尽显钻探技术精细化控制的卓越能力。
钻探院里的每个人都有一股“钻”劲儿。钻探工人凭借着丰富的实践经验和精湛的操作技能,确保了钻孔的顺利施工;技术研发人员不断改革创新,将新的技术理念转化为实际可行的钻探工艺;完备的钻井平台、防喷器等先进施工设备,为深孔钻探作业提供了稳定的工作平台和强大的动力支持。
钻探院院长邹博表示:“新的征程上,我们将传承艰苦奋斗精神与技术经验,弘扬钻探‘铁军’传统,朝着钻得更深、探得更好的目标不断迈进。”