2010年3月15日,应用勘探技术研究所研制的全液压地质岩心钻机及NQ口径绳索取心钻具施工的山东省乳山金青顶金矿区ZK43-1钻孔深度顺利超过2000m。这一钻进深度成为了目前国内全液压地质岩心钻机最大应用深度纪录,标志着国家863计划重点项目《2000m地质岩心钻探关键技术与装备》钻探试验示范工程取得重大进展。此前,ZK43-1钻孔曾使用该钻机和国产HQ口径绳索取心钻具钻进1461.90m,随后下入了相同深度的Φ91*4.5mm技术套管,创造了国内HQ规格绳索取心钻进深度及岩心钻探套管应用深度的两项最深记录。
ZK43-1钻孔倾角80°,所遇地层坚硬破碎,漏失严重。钻孔施工由中国地质科学院勘探技术研究所组织实施,山东省正元地质勘查院烟台分院承担施工任务。作为国土资源大调查地质调查工作项目和危机矿山接替资源深部找矿钻探示范工程,施工机台承接国家863计划重点项目《2000m地质岩心钻探关键技术与装备》的研究成果,使用了最新研制的YDX-5型全液压岩心钻机、高压泥浆泵、泥浆制备固控设备及高精度钻探参数监测系统,并采用了不对称梯形螺纹扣型的高强度绳索取心钻杆、大深度绳索取心液动锤、超高胎体二次镶焊金刚石钻头、新系列高强度套管、不提钻换钻头钻具等先进工艺器具。
YDX-5型岩心钻机是勘探技术研究所自主研发的新一代全液压深孔岩心钻机。该钻机在大通孔氮气弹簧卡盘、长行程给进桅架、多档无级调速动力头等核心部件和关键技术方面取得突破,具有钻进能力大、工艺适应性强、稳定性好、移动便利、使用维护方便等特点。配套液压泥浆泵在使用孔底动力机具的高背压工况下实现连续稳定的运转。泥浆制备固控设备确保了钻孔冲洗液性能稳定,有效防止了绳索取心钻杆内壁结垢。钻探参数监测系统确保了钻孔施工安全,明显降低了钻孔事故率。高强度双密封不对称梯形扣绳索取心钻杆采用了新开发的XJY-850无缝合金钢管材,管材机械性能达到国外先进水平,几何精度明显提高。钻杆韧性好、强度高,耐磨性、密封性明显改善,螺纹副拧卸扭矩低。大深度绳索取心液动锤在高背压条件下稳定工作,提高了钻探效率,降低了钻孔弯曲强度。超高胎体二次镶焊金刚石钻头硬岩最长使用寿命超过110m,大大减少了钻探辅助时间。新系列高强度套管明显降低了钻孔环空流体阻力损失,保证了深孔技术对策的顺利实施。
ZK43-1钻孔自2009年8月1日开钻以来,得到了上级部门和金洲矿业集团的大力支持。同时,北京探矿工程研究所、中国地质科学院探矿工艺研究所、中国地质大学(武汉)、吉林大学、中国地质装备总公司等多家单位提供了技术装备支持,试验示范工作进展顺利。至2010年3月14日,全孔平均钻进时效为1.64m/h,岩心采取率为98.75%,钻孔质量优良。
在勘探技术研究所的精心组织下,ZK43-1钻孔将继续向2000m以深钻进。现场工程技术人员将确保生产安全,尽最大努力满足深部地质找矿要求,创造新的地质岩心钻探记录,充分显示我国地质调查装备研发实力,促进岩心钻探技术水平不断提高。