1.3 研究内容及主要成果
全书共分9章:第1章简要回顾了国内外跨江勘探技术应用现状、存在的问题以及发展方向;第2章介绍了斜孔钻进关键基础理论;第3章介绍了大顶角超深斜孔钻探工艺,包括钻孔结构设计、钻进方法与工艺、复杂地层钻探泥浆技术、孔内事故的预防与处理等;第4章介绍了大顶角超深斜孔钻探装备及机具,包括钻机及辅助设备、钻塔、钻杆柱和钻具组合技术等;第5章介绍了大顶角超深斜孔轨迹控制技术,包括国内外定向钻进技术现状、钻孔轨迹设计与控制原理、测斜定向仪器和随钻测量技术、定向钻具结构和工作原理、双向成对跨江斜孔轨迹控制等;第6章介绍了大顶角超深斜孔取芯技术,包括岩芯采取基本要求、复杂地层原状取芯技术、取芯钻具结构及工作原理、斜孔绳索取芯技术等;第7章介绍了轻便式气囊隔离随钻压水试验器,包括研制背景、随钻压水试验器结构设计和关键技术、随钻压水试验器的应用案例等;第8章介绍了大顶角超深斜孔孔内测试,包括压水试验、声波测试、钻孔全景图像检测、钻孔径向加压法试验、自然γ测井、有害气体测试、放射性测试等;第9章介绍了双向成对跨江大顶角超深斜孔钻探技术应用实例,以某水电站工程为例,重点介绍了斜孔的布置与钻探技术难点、钻孔结构设计、钻具、泥浆、定向、组织管理和技术经济分析等。
主要成果如下:
回顾了国内外跨江勘探技术应用现状、存在的问题以及发展方向,特别是大顶角超深斜孔钻探技术的应用,体现了我国勘探技术的进步;比较系统地介绍了斜孔钻进的若干基础理论,大顶角超深斜孔钻探工艺,大顶角超深斜孔钻探装备及机具,大顶角超深斜孔轨迹控制技术,大顶角超深斜孔取芯技术,轻便式气囊隔离随钻压水试验器,大顶角超深斜孔孔内测试等;以某水电站为例,介绍了双向成对跨江大顶角斜孔钻探技术在工程上的应用,包括斜孔的布置与技术难点、钻孔结构设计、钻具、泥浆、定向、组织管理和技术经济分析等。
主要创新点体现在:
(1)研究了适用于大顶角超深斜孔钻探的设备机具、工艺技术方法、泥浆技术、事故预警与处理等关键技术,形成了双向成对跨江大顶角斜孔钻探技术体系。
(2)成功研制了双管强制取芯等钻具,显著提高了跨江大顶角斜孔钻探取芯率和取芯质量;研制的小口径电磁随钻测量系统能够实时检测钻孔状态参数,从而精准控制钻孔轨迹,确保了过江对穿孔的成工实施。
(3)研制了一种伸缩式直斜两用分层四脚钻塔,一种层移式直斜两用四脚钻塔,一种红外可控自动插销装置,并取得国家专利。
(4)研制了轻便式气囊隔离随钻压水试验器,成功应用于跨江大顶角斜孔钻探,并取得国家专利。
(5)在水利水电工程中,首次实施了55°顶角、252m超深的跨江大顶角斜孔钻探,促进了我国勘探技术的进步。