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钻探深海钻探计划

钻探深海钻探计划

深海钻探计划(DeepSeaDrillingProgram,DSDP)是1968年至1983年期间实施的一项海洋钻探计划,其目的是在世界大洋打大量不太深的钻井,采集沉积岩心,取得洋底地壳上层的资料。

钻探历史

1964年5月,迈阿密大学海洋科学研究所、哥伦比亚大学拉蒙特-多尔蒂地球观测所、加利福尼亚大学斯克里普斯海洋研究所及伍兹霍尔海洋研究所联合组成了地球深部取样海洋研究机构联合体(Joint Oceangraphic Institutions Deep Earth Sampling,JOIDES),不久华盛顿大学加入联合体。1965年,JOIDES 在美国佛罗里达半岛东海岸钻了14口井,取得了一些很有价值的成果。1966年6月24日,美国国家科学基金会指定加利福尼亚大学斯克里普斯海洋研究所为 JOIDES 的操作单位,与之签订协议,由基金会提供1260万美元实施深海钻探计划,以取代耗资不菲的莫霍计划。1968年,深海钻探计划的专用钻探船,由环球海洋钻探公司建造的“格罗玛·挑战者号”建成下水并交付使用。

钻探实施过程

在1968年至1983年的15年里,“格罗玛·挑战者号”完成了96个钻探航次,总里程超过60×10公里,在624个钻位上钻探了1092个深海钻孔,采集深海岩心总长超过97公里,采集范围覆盖了除北冰洋之外的全球各大洋。随着第一阶段(1-9航次)、第二阶段(10-25航次)和第三阶段(26-44航次)的顺利展开,1975年,苏联、联邦德国、英国、日本等国也加入了该项计划,深海钻探计划进入了大洋钻探的国际协作阶段(International Phase of Ocean Drilling,IPOD)。1983年11月,“格罗玛·挑战者号”退役,接替它的是更加先进的“乔迪斯·决心号”,深海钻探计划也随之改称为大洋钻探计划。

一个主要的技术进步是在钻孔后扩大使用孔。钻探期间和之后进行了地球物理和地球化学测量,偶尔在孔中安装了长期的地震监测装置。这扩大了对板块构造涉及的动态过程的理解。另一项技术进步涉及1979年引进液压活塞芯(HPC),允许恢复几乎未受干扰的沉积物核心。这大大增强了科学家研究古代海洋环境的能力。

钻探成果

深海钻探计划最重要的成果就是验证了海底扩张学说和板块构造学说。此外还还根据海底钻探所取得岩心,重建了大西洋的海底扩张历史,提出距今约9000万年前,南极洲与澳洲、南美洲先后脱离,逐步形成了大西洋。还证明了印度板块曾以超过10cm/a的速度向北漂移,在近6500万年移动了4500km。

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钻探起源

所用钻机主要分为回转式与冲击式,以及复合式钻机。

在历史上,钻井技术由中国发明,蜀郡太守李冰开挖了中国第一口盐井,宋代实现了没有动力设备的情况下的冲击式钻井技术。

在没有任何动力设备的情况下,我们的祖先能向地下深处钻进多少米呢?钻井技术是中国发明的吗? 是谁开挖了中国历史上第一口盐井?

在四川省遂宁市大英县有一个叫大顺灶的偏僻小村庄,村里的山坡上,有一个不起眼的草棚,它看上去就如同它周边的麦田一样,是那么的普通,以至于生活在这里的人们对它熟视无睹。但是谁也没有想到,这个极其普通的草棚里面隐藏着一个大秘密。

四川省自贡市盐业历史博物馆副研究馆员宋良曦说:"李冰做蜀郡太守的时候,自古蜀国多水患,在治水的过程中,开了都江堰,发现河道的中央出现了泉水,结果一尝是咸的。实际上是盐泉露头了,所以他就研究这个盐泉的走向,按照《华阳国志》的记载,叫做试其水脉,开广都盐井。"

李冰在开挖直径约两米、井深在15米的广都盐井时,不会想到,他从此拉开了中国盐井的序幕。

据宋良曦介绍,从战国末期一直到北宋时期,盐井和水井的形式差不多,都是靠人用锄、用擂、用锸、用凿把地面横土挖成坑,叫大口盐井,因为它口径很大。

到北宋初期,四川地区盐井的深度达到了180米左右,盐井也增加到600多口,年产食盐1600多万斤,每天有大量的卤水被送到熬制食盐的作坊里进行加工。

但是180米的盐井深度并不能满足社会对食盐的需求,盐业带来的巨大商业利润,促使人们不断地向地下深处挖掘,以便打出更多的卤水。然而,这时的人们却发现,这盐井怎么打也打不下去了,是什么阻挡了它前进的方向呢?

北宋人的挖井行动成为九百多年后世界钻井技术研讨会争论的焦点。

从地质的角度来讲,四川地区卤水含量比较低的水,位于比较浅的地方,大概20米到300米。如果浓度比较高,埋藏较深,一般在700米以下。那么,当表层的这种含盐量比较低的卤水快被开采完的时候,大口盐井地区就急需要去开采深层含盐量高的卤水。可是当时的技术条件又不允许这么做。没有很好的办法支撑固定井壁。挖得越深,盐井可能会出现坍塌的现象。因此迫切需要一种新的技术来改变这个落后的局面。

公元1041年,也就是北宋庆历年间,在四川大英县一个叫大顺灶的偏僻小村庄里,几个村民聚集在一起,准备私自开挖一口盐井,为了逃避朝廷法律的制裁,他们打算挖一口小盐井,这样就不容易被发现。

村民设想能不能利用舂米的方法,用足踏来带动一个钻头上下运动,从而达到打井的目的呢?想法很快就变成了行动,而他们的行动则成为九百多年后,中国专家在世界钻井技术研讨会上据理力争的最好材料。

上个世纪的80年代的时候,在加拿大的温哥华举行了一次世界钻探技术会议。俄罗斯的专家说钻井技术是俄国人发明的,有200多年的历史了;美国专家说,他们国家钻井技术有300年了,应该是美国人发明的。这时候,有一个中国专家站起来说,在我们国家,钻井技术有1000多年的历史了。

巧妙利用扇泥筒打捞碎石和泥土,把钻井技术进一步向前推进。

当时村民采用了人类历史上最早的钻头,历史上记载叫做圜刃,用圜刃钻击地下,破碎岩石,把盐井向地下深处打进。人类历史上最早的钻头圜刃有两米多长,八十多斤重。它开出的井口只有碗口大小,非常符合村民们要隐蔽盐井的要求。但是,井口太小,人不能下去,那开采出来的碎石和泥土怎么样才能打捞出来?

村民巧妙利用了扇泥筒,扇泥筒就是把一根竹子中间的节全部打掉,在底部留一个小孔,小孔上面固定一块熟的牛皮。放到井底的时候,液体要产生一个向上的压力,把皮线顶开,泥浆和地下水就进入到筒里面。把竹筒提起来的时候,液体自然重力产生一个向下的压力,这个向下的压力就把牛皮关闭。所以水在筒里面滴水不漏,实际上出现了世界历史上最早的单向阀门。拉到地面以后,又用一个铁钩,把这块牛皮顶开,筒里的水就放出来了。

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钻探简介

钻探或勘探是利用深部钻探的机械工程技术,以开采地底或者海底自然资源,或者采取地层的剖面实况,撷取实体样本,以提供实验以取得相关数据资料等。钻探方法基本上是螺钻法、冲洗法、冲击法(英文:Percussion drill)、旋转法(英文:Rotary drill)、取岩心法(英文:Core drill)、不取岩心法(英文:Non-core drill)、旋转冲击法(英文:Rotary-Percussion drill)、手钻(英文:Hand Auger)、旋叶钻(英文:Flight Auger)、水冲钻(英文:Wash Boring)及黏土切土管(英文:Clay Cutter)等等。根据不同的地形、环境及实际情况,通过观察及评估等等详细规划,再加上判断于限制(包括人力资源及设备等),而决定采用何种钻探方法。

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钻探深海钻探计划常见问题

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钻探基本信息

zuān tàn

钻探【Drilling】是用钻机设备从地表向地下钻进成孔,从而达到所要任务的工程施工工程。从钻探的目的可分为:地质钻探,水文水井钻探,工程勘察钻探,石油钻探等等。

1. 地质钻探:从钻孔中不同深度处取得岩心、矿样进行分析研究鉴别查明矿体或划分地层,判定地层地质情况的作业。通常地质找矿中钻探的费用至少都要占到40%以上。钻孔直径小(46~91毫米 ),按矿种的不同 ,深度从几十米到几千米。

2. 水文水井钻探:钻探至含水层(位)时固井成孔,从而满足人畜饮水问题及农田灌溉或为地质部门提供水文观测。文地质钻探,普查孔直径小于150毫米,勘探孔直径150~350毫米,水井直径 150~550 毫米 ,孔深300 米以上。

3.地热钻探:钻探成,对地热资源通过热载体进行开采利用。技术钻井深度一般可以达到3000到5000米,地热资源利用比较好的有羊八井高温地热田,西安地热田,北方集中在北京和天津两地。

4. 工程勘察钻探:从钻孔中取得岩芯、土样进行物理性质分析从而判断其地基基础是否满足工程建设的承载重力和稳定性。工程地质钻探 为勘察坝基 、水库、渠道、港口工程、高层建筑以及铁路、公路沿线的工程地质情况。

5. 石油钻探:钻探成孔直接进行资源开发利用,国内有名的三家:中石油,中石化,海石油。钻孔一般开孔915毫米,终孔216毫米 ,孔深1000~7000米 及以上,通常井口要安装防喷器具。

6. 文物勘察钻探 (钻探) :直观准确地取得一定地点的文化堆积资料,它比发掘省工,破坏性小,能在短时间内了解较大面积的地下情况。适用于具体了解遗址堆积分布范围、厚度、大型建筑基址、大型墓葬和古城的形状和布局等。

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钻探历史

不晚于汉朝(公元前202至后220年),汉人就知道利用深部钻探来作为开采和其他项目──例如,利用井架将卤水透过竹制管线抽起上升到蒸馏炉(学者迈克·洛伊说它是用天然气来加热),在此卤水含的盐可以被处理;这整个钻探卤水过程的场面皆被绘画于四川省一处汉代陵墓砖制浮雕作品上。而且洛伊指出,钻孔遗址可能达到600米(2,000尺)深。学者K.S.汤姆介绍了钻井过程:“中国先民深钻的方法是由一组壮丁在横梁上跳上跳下,以冲击钻头,同时钻孔工具是由水牛与家牛带动旋转。”这种过程与1860年代在美国加利福尼亚州用来提取石油的方法完全相同(即“踩下它”(Kick Her Down))。在河北省兴隆的一处西汉时期青铜铸造厂附近有着采矿竖井(内置提取铜设施,这个可以与锡一同冶炼成青铜),该竖井深入地底达到100米(328英尺),并且附带宽敞的采矿区;竖井与采矿间皆以木料框、梯子与铁工具所完成建造。

1978年,美国钻探船于马里亚纳海沟创下了最深海底钻探世界纪录。

2012年4月26日,日本海洋研究开发机构宣布,地球号海底钻探船的钻头已经抵达海平面以下7,740米处,刷新了海底科技研究钻探的世界纪录。该探测船当前正在日本宫城县牡鹿半岛近海海域,为探明东日本大地震的发生机制进行钻探作业。

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钻探参见

  • 油井

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钻探深海钻探计划文献

钻探合同 钻探合同

钻探合同

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页数: 3页

钻探工程施工合同 甲方: 乙方: 经甲乙双方协商, 由乙方承担会好探矿工程, 为保障工 程顺利进行明确双方责任和义务达成如下协议: 一、工程项目:单孔孔深< 300m(如果超过 300m 应由 甲乙双方协议再定) 。 二、钻孔直径:钻孔 Φ 75mm,如果遇到特殊情况不得 <Φ60mm 。 三、单价: 560 元 (不含税)。 四、总工程量 3000 m。 五、甲方责任和义务: 1、甲方责任钻孔设计,孔位定点、钻孔编录、取样及 钻孔验收。 2、甲方负责场地平整及外部协调。 3、甲方负责乙方解决施工过程中出现的问题,如搬家 人力不够由甲方给予协调。 4、甲方提供乙方人员住宿(伙食、日常生活等自理) 。 5、甲方需承担乙方无故停工造成的损失,由甲方赔偿 乙方的误工费(按实际标准计算) ,如当地百姓阻挠施工等, 不可抗拒力除外。 六、乙方责任和义务 : 1、乙方负责按设计要求施工并提供合

探槽、钻探封面格式 探槽、钻探封面格式

探槽、钻探封面格式

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页数: 5页

工区 钻孔基本分析样登记表 内蒙古有色地勘局四队 年 月 工区 钻 孔 原 始 数 据 表 内蒙古有色地勘局四队 年 月 工区 钻 探 班 报 表 内蒙古有色地勘局四队 年 月 工区 钻 孔 分 层 登 记 表 内蒙古有色地勘局四队 年 月 工区 钻 孔 地 质 编 录 表 内蒙古有色地勘局四队 年 月

钻探法钻探方法

发明涉及一种用一钻探设备进行的钻探方法,用一种钻探设备进行的钻探方法,该钻探设备有一钻探装置,创始于中国的一种古老的钻井方法,于11世纪传入西方。

是指向地下钻孔破碎孔底岩石的方法及钻进工艺的总称。为了满足不同的钻探目的,要求采用不同的技术装备和工艺,从而形成各种不同的钻探方法。

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钻探法分类

在钻探工程中,主要应用机械方法破碎岩石,根据外力作用的性质和方式,可分为冲击钻探、回转钻探、冲击回转钻探、振动钻探和喷钻探等。

若按钻探时所用切削工具不同可分为硬质合金钻探、金刚石钻探和钢粒钻探;

按钻探时所用冲洗液和循环方式可分为清水钻探、泥浆钻探、空气钻探、正循环钻探、反循环钻探等;

按钻探区域不同可分为陆地钻探、水域钻探、极地钻探、月面钻探等;

按钻探目的和作用不同可分为固体矿产钻探、水文地质钻探、工程地质钻探、砂矿床钻探、地热钻探、石油天然气钻探、科学(超深孔)钻探和地表取样钻探等。

此外,一些效率高的钻探方法如热力法(如火焰喷射钻、高频电流钻、微波钻)、熔融法(如电热钻、等离子钻、激光钻等)、化学方法(利用化学反应破碎岩石)等,由于技术难度大、成本高还未推广应用。

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空气钻探空气钻探分类

在空气钻探时地层中的水常渗入钻孔,可根据钻孔地层具体条件,分别不同的空气钻探方式。

空气钻探干空气钻探

干空气钻探用纯空气作为循环介质,主要适用于完全干涸无水地层,或干空气气流能吸收渗入井内的少量水的基岩地层、不含水的覆盖层和严重漏失地层等。干空气钻探时,返回地面的岩屑称为一股粉尘时钻进效果最好,其经济效果也是最好的,所以干空气钻探又成粉尘钻探。干空气钻探的特点是钻进速度快,钻头寿命长,对井壁和岩心无污染,取样及时准确。但在潮湿地层钻进时,很容易在粗径钻具上方形成“泥环”,严重时甚至会阻隔气流,不能继续进行钻探。

干空气钻探空气气流的上返流速在20世纪50年代确定为15.24m/s为空气上返速度标准值,随着科学技术的进步,空气钻探的上返流速有的已达20~30m/s。

干空气钻探所用钻具与液体循环钻基本一致,可以是硬质合金钻进,金刚石钻进、也可以是刚粒钻进、牙轮钻头钻进;可以取心钻进,也可以全面钻进。

空气钻探泡沫钻探

在空气流中压入一定量的化学起泡剂,使介质在循环中产生大量的稳定性泡沫,形成用泡沫流体冲洗钻孔。泡沫兼备气液两相流体的良好性能,对岩粉糊包钻头、泥堵或岩粉结固等有稀释、解阻作用。钻探时所需风量小,上返速度也低,但其循环压力较纯空气钻探为高,注入方法最好用变量泵。

泡沫钻探时除需有灌注系统外,其他工艺方法和干空气钻探相同。

空气钻探泡沫泥浆和充气泥浆钻探

在充气钻探的空气气流中,注入发泡剂的同时,注入一定量的经过处理的优质泥浆(泥浆中的粘土对泡沫具有稳定作用),泥浆与泡沫在流动过程中形成泡沫泥浆。泡沫泥浆具有泡沫和泥浆的特性,即密度小、悬浮能力强且能在井壁上形成坚韧的泥皮,适用于漏失、易塌,以及不稳定地层钻探。

充气泥浆是在泥浆循环系统中加入发泡剂,形成低密度的充气泥浆(也可以将压缩空气和泥浆同时通过钻杆送入井底)。充气泥浆的密度能在较大范围内调整,减少液柱的静压水头,实现对地层的压力平衡钻进,减少和避免冲洗液介质的漏失,同时泥浆又能起到更好的护壁作用。充气泥浆的相对密度受到泥浆工作泵的限制,一般不能低于0.8,再低就会导致泥浆泵因“气塞”而停止工作。

空气钻探气动潜孔锤钻探

又称气动孔底冲击回转钻探,这种钻探方法,压缩空气既被利用作为冲洗介质又作为气动能量。在钻头与钻杆间,连接一个风动潜孔锤,借以把通过钻杆输入的压缩空气的能量转化为机械冲击能,并用活塞冲击钻头实现孔底冲击碎岩的一种工艺,其回转仍靠钻杆驱动,钻杆又为钻机所驱动。特点是冲击功能大、回转速度低、轴向钻头压力低、碎岩效率高、钻头使用寿命长,适合钻探中硬以上岩层,与一般回转钻进相比,可提高钻速5~10倍,一个球齿潜孔锤钻头可钻石灰岩2000余米。主要用于钻基岩水井和有关工程孔等,在多年厚冻结层分布广的地区及无水沙漠和高山地区也常能得到很好的技术经济效果。

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