【正文】 時間長，鉆孔深，需要提高鉆桿耐磨性，鉆桿與多套繩索取心鉆具的合理使用.（4）深孔中定向鉆進與糾斜中井下動力鉆具的耐磨性及工作穩(wěn)定性。深孔的沖洗液是在高溫、高壓狀態(tài)下進行工作的，按一般地溫梯度推算，2000米孔底溫度一般在60一80℃，高溫將促使泥漿中的粘土分散性增高，泥漿發(fā)生增稠現象，甚至完全喪失流動性。高溫能加速有機化學處理劑的氧化和高分子裂解斷鏈。高溫還會加劇泥漿被可溶性鹽類的污染。一般認為：高壓對沖洗液液相化學變化和水基泥漿性能的影響不大。對超深孔沖洗液抗高溫處理劑的基本要求是：熱穩(wěn)定性好，親水性強，有較強吸附基。金剛石鉆進超深孔盡可能使用抗高溫的乳化沖洗液為好。深孔的防斜是應引起特別嚴密重視的技術問題，在淺至中深孔段尤應注意。安裝底座的水平度，轉盤中心與立軸的垂直度，定向管的垂直度、筆直性、同心度、套管的筆直性等都應嚴格控制。鉆具與孔壁間隙較大，超過級配要求時均應力爭在鉆桿、巖心管接頭等處加扶正器或穩(wěn)定器。淺至中深孔段還應考慮使用鉆挺。防止深孔超深孔彎曲主要措施如下：（1）提高鉆具在運動狀態(tài)下的穩(wěn)定性，其主要措施為：采用滿眼鉆具，減少鉆柱與孔壁之 間的環(huán)狀間隙；采用剛性更好，強度更高的鉆汗；采用特殊鉆具穩(wěn)定系統(tǒng)；使用渦輪鉆，螺桿鉆，核能鉆等井底動力機。（2）合理地選用鉆頭，主要措施有：鉆頭結構必須適應巖層物理力學性質；必須選用銳利的、自銳式的、長壽命鉆頭；采用特制防斜鉆頭。（3）鉆進工藝防斜要點，主要措施為：嚴格控制給進速度、限制機械鉆速；嚴格控制鉆壓，注意鉆壓與轉逮的配合。深孔鉆探裝備鉆機是實施深孔鉆探的前提和必備條件，在深孔鉆探中起著非常重要的作用。目前國內外地質找礦鉆探鉆機應用最多的主要有全液壓動力頭鉆機和立軸鉆機兩種類型。立軸鉆機采取機械傳動、立軸回轉、液壓控制，主要優(yōu)點為：傳動效率較高，消耗功率低；提下鉆輔助時間較短；處理事故能力較強；可靠性高，實用性強；維修方便，對操作技能要求較低；制造成本較低。立軸鉆機主要缺點為：給進行程短(多為0．6m)，鉆進中須頻繁停車倒桿；工作平穩(wěn)性較差；轉速分擋控制，不能無級變速； 加桿繁瑣，鉆具須提離孔底；不易實現斜孔鉆進；搬遷、安裝時間較長。動力頭鉆機采取液壓傳動、動力頭回轉、液壓控制，主要優(yōu)點為：給進行程長，可平穩(wěn)連續(xù)給進；無級變速，工作平穩(wěn)；易于實現斜孔鉆進；加接鉆桿方便，鉆具不提離孔底；鉆進工藝適應性好；搬遷、安裝方便；操作控制集中、方便，易于實現遠程遙控及自動化控制。動力頭鉆機的主要缺點：提下鉆輔助時間長；傳動效率較低，功率消耗大；處理事故能力較差；液壓系統(tǒng)密封件壽命較短；維修較復雜，費用高；制造成本高。目前國內部分深孔巖心鉆機的主要型號、技術 參數見表表2。國外地質巖心鉆探經驗介紹，動力頭鉆機可減少設備安裝導致的機械事故，同時提下鉆具實現塔上無人操作，減少了高空作業(yè)的風險，施工安全性高。與立軸式鉆機相比，全液壓動力頭鉆機轉速范圍寬，可無級調速，同時深孔巖心鉆機動力頭通孔直徑一般較大，能更好地滿足不同鉆進工藝方法的需要，如金剛石取心鉆進、跟管鉆進、反循環(huán)連續(xù)取心(取樣)鉆進、定向鉆進等。全液壓動力頭鉆機一般為模塊化一體結構，多為履帶自行，鉆進場地占用小，鉆機如使用桅桿、桅架，可方便地施工大斜度地面鉆孔，立軸式鉆機往往需要改進鉆塔結構。全液壓動力頭鉆機為自動化鉆進、智能化鉆進提供了良好的平臺，鉆進參數監(jiān)測和控制更加便利。雖然一些設備制造企業(yè)在成熟的6檔XY系列鉆機基礎上，放大鉆機部件，提升鉆進能力，推出了N規(guī)格口徑鉆深超過2000m的立軸巖心鉆機，如XY8B、XY9型立軸式巖心鉆機等，但是隨著我國現代化程度的提高，動力頭鉆機的價格會逐漸下降，其相對立軸式鉆機的比較優(yōu)勢會進一步增大，動力頭鉆機適宜的孔深范圍會越來越大，所以說動力頭鉆機是我國地質巖心鉆機的發(fā)展方向。圖1 XY9型（4000m）立軸式巖心鉆機（左）與HCR8型（3000m）全液壓動力頭鉆機（右）表1 國內部分全液壓動力頭式深孔巖心鉆機的主要技術參數表2 國內部分立軸式深孔巖心鉆機的主要技術參數泥漿泵是深部地質鉆探的主要配套設備。泥漿泵通過泥漿循環(huán)系統(tǒng)輸送鉆探沖洗液，實現潤滑鉆柱、冷卻鉆頭、排除鉆屑、護壁堵漏、孔底動力以及傳遞孔底監(jiān)測信號等功能，確保鉆探施工安全、高效。深部巖心鉆探，一般開孔直徑大，鉆孔結構多級，鉆具配套多樣。同時，繩索取心鉆探單回次鉆進時間長，沖洗液循環(huán)壓力損失大，其特殊的鉆探工藝對泥漿泵提出了更加苛刻的技術要求。首先，深孔巖心鉆探用泥漿泵應可無級或多級變速，流量調節(jié)范圍大，泥漿壓力高；第二，泥漿泵易損件壽命長，并可以快速更換，確?？變劝踩坏谌?，流量、壓力控制準確，可實時數字顯示。以YWB－360/300/250 型泥漿泵(見圖 2)為例，該系列泥漿泵采用了變量泵定量馬達液壓無級驅動，解決了 2000 m 地質巖心鉆進過程中，不同鉆進方法、不同口徑對泥漿流量及壓力的要求，達到為不同孔底動力鉆具提供有效的泥漿動力的目的。通過示范工程試驗，驗證了該泥漿泵的先進性、適用性、經濟性三者并重，采用大缸徑、長行程、低沖次的設計理念增加了易損件的使用壽命。該泥漿泵具有以下主要特點：泥漿泵流量為 95 ～360 L/min、壓力 45 ～15MPa，能夠滿足深孔多工藝鉆進的需要； 柱塞外圓面熱噴涂 Ni60 +20% 碳化鎢并經磨削拋光，使用壽命增長；柱塞盤根選用“壓不垮”結構設計，由丁腈橡膠與純芳綸編織密封材料制作并相間排列組合；泥漿泵鉆進時沖次低，壓力小，大大提高了易損件的使用壽命；連桿小頭軸瓦選用銅鋁鐵合金表面滲硅特殊硬化處理；連桿大頭采用自制的帶內外瓦并附有保持架的滾針軸承，以滾動軸承代替滑動軸承，溫升較低；采用雙馬達串并聯(lián)驅動泥漿泵，有效降低了功率損耗。圖2 YWB－360/300/250 型泥漿泵 由于鋁合金鉆桿質量輕、力學性能好、耐腐蝕、與井壁摩阻小、彎曲時彎曲應力小、埋鉆時處理事故簡單，因此近年來輕質鋁合金鉆桿成了地質鉆探尤其是深孔定向地質鉆探關注的熱點（見圖3）。鋁合金鉆桿柱的關鍵結構要素是鋁鉆桿與鋼接頭的連接問題。俄羅斯傳統(tǒng)鋁鉆桿采用無止推面的三角形絲扣連接，而高可靠性鋁鉆桿的連接方式有 3 個特點：(1)采用梯形絲扣與接頭連接；(2)鋁鉆桿設置了內支撐端面和錐形配合面；(3)通過高溫裝配工藝實現絲扣、配合面及支撐端面的過盈配合。在深井(尤其是斜井和水平井)鉆進條件下，鉆桿柱最容易發(fā)生疲勞破壞。而新型鋁鉆桿的錐形配合面及支撐端面可減輕絲扣的負擔，明顯提高接頭的抗疲勞指標，比普通三角形螺紋提高抗疲勞強度 60%—80%。這類鋁鉆桿自 1993 年起已成功用于海洋深水鉆井作業(yè)。鋁合金鉆桿的特點：①與傳統(tǒng)鉆桿材料鋼相比，鋁合金具有寶貴的物理力學性能。鋁合金的密度和彈性模量幾乎是鋼的 1/3，而比強度(斷裂強度極限與密度之比)卻是鋼的 ～2 倍。鋁合金鉆桿質量輕，在鉆機能力一定的條件