德国KTB先导孔取心钻进技术

发布网友发布时间：2022-04-23 20:20

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热心网友时间：2023-10-08 23:06

联邦德国*深钻计划（KTB）是德国第一个大规模地学研究计划。该计划的目的是通过施工科学超深井获取地学信息，“进行关于地壳较深部位的物理、化学状态和过程的基础性调查和评价，以了解内陆地壳的结构、成分、动力学和演变”。KTB由德国联邦研究与技术部提供总计5亿马克的资助，执行时间为1985～1994年。项目的钻探施工包括两口钻孔，即4000m深的KTB先导孔和9101m深的KTB主孔。施工先导孔主要是为了减轻主孔施工在技术和经济方面的风险。在先导孔的施工过程中，对拟在主孔中使用的钻探技术、测井技术、测量技术进行试验，为主孔施工技术方案的精确设计提供依据。

KTB先导孔钻进的地层为片麻岩和角闪岩，采用连续取心方法施工。KTB先导孔采用“组合式”钻探技术进行施工，即在石油转盘钻机上加装一套高速回转的顶驱系统，并采用金刚石绳索取心钻进工艺方法。科学深孔和超深孔钻探中，在钻孔内要进行大量的科学测试和地球物理原位测井，终孔直径一般都较大，现有的岩心钻探设备因其回转扭矩和大钩负荷、提升能力较低，满足不了科学钻探，特别是科学深钻对钻机能力的要求。因此，在科学钻探中，普遍采用石油转盘钻机作为钻进的主要设备。但石油钻机的转盘转速太低，不能满足金刚石钻进的高转速的要求。为了确保金刚石钻头能有效地克取岩石，必须在转盘钻机上加装一套高速回转的顶驱系统。因此，KTB先导孔施工前，对钻机进行了改装：

1）加装了高转速的RB130、RB135顶部驱动系统（表6.4）；

2）加装了绳索取心绞车；

3）加装高压、小排量泥浆泵；

4）加装高精度的自动送钻系统。

表6.4 RB135型顶驱的技术性能参数

KTB先导孔参照了前苏联科学钻探施工常用的“超前孔裸眼钻进方法”，即在一较大的套管内，悬挂一层活动套管（7in），然后以较小口径（6in）钻进。若岩层稳定，可一直钻至终孔深度。若岩层不稳定，需要下套管护壁，则可回收活动套管，以in口径扩孔，钻穿过不稳定层后，再下7in套管。KTB先导孔钻进技术、经济指标见表6.5。

表6.5 KTB先导孔钻进技术、经济指标