劉秀美， 李小洋， 孫建華

(中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院勘探技術(shù)研究所，河北 廊坊 065000)

地質(zhì)鉆探液動(dòng)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)技術(shù)再(新)認(rèn)識(shí)

劉秀美， 李小洋， 孫建華

(中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院勘探技術(shù)研究所，河北 廊坊 065000)

針對(duì)地質(zhì)鉆探液動(dòng)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)適用條件、鉆探設(shè)備配置要求、沖洗液與現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)、相關(guān)新產(chǎn)品研發(fā)等方面提出了一些認(rèn)識(shí)和建議。文章認(rèn)為，當(dāng)前地質(zhì)鉆探裝備條件的改善，沖洗液性能、質(zhì)量和固相控制(凈化)工作的強(qiáng)化，有利地支撐了液動(dòng)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)技術(shù)的推廣應(yīng)用，小直徑金剛石繩索取心液動(dòng)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)已經(jīng)成為應(yīng)用最為廣泛的液動(dòng)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)工藝。對(duì)原地質(zhì)礦產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)《液動(dòng)沖擊回轉(zhuǎn)鉆探技術(shù)規(guī)程》(DZ/T 0053—93)進(jìn)行修訂，是推動(dòng)目前我國(guó)液動(dòng)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)技術(shù)發(fā)展的舉措之一。今后，還應(yīng)加強(qiáng)新型高能液動(dòng)潛孔錘研發(fā)和示范應(yīng)用，研究?jī)?yōu)化大直徑、全面鉆進(jìn)工藝。

地質(zhì)鉆探；技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；液動(dòng)潛孔錘；液動(dòng)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)

1 概述

液動(dòng)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)(hydro-percussive rotary drilling)是液動(dòng)潛孔沖擊器連續(xù)沖擊與鉆頭回轉(zhuǎn)相結(jié)合的“復(fù)合”鉆進(jìn)方法。該方法于19世紀(jì)初發(fā)端于歐洲，20世紀(jì)70—80年代曾在蘇聯(lián)大量推廣應(yīng)用。我國(guó)原地質(zhì)部勘探技術(shù)研究所于1958年開始研究液動(dòng)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)技術(shù)，70—80年代得到快速發(fā)展，逐步成為有中國(guó)特色、領(lǐng)先世界的先進(jìn)鉆探技術(shù)。與常規(guī)回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)方法相比，沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)具有機(jī)械鉆速高、回次進(jìn)尺長(zhǎng)、鉆探質(zhì)量較好等優(yōu)點(diǎn)。在堅(jiān)硬、致密的“打滑”巖層應(yīng)用液動(dòng)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，可緩解金剛石鉆頭“打滑”問題；在因地層因素發(fā)生鉆孔彎曲的鉆孔中應(yīng)用，特定情況下具有一定的減斜效果。

自2015年1月開始，中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院勘探技術(shù)研究所邀請(qǐng)吉林大學(xué)、山東省第三地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院、河南省深部探礦工程技術(shù)研究中心、福建省第八地質(zhì)大隊(duì)等單位的鉆探技術(shù)專家，共同對(duì)20世紀(jì)80年代中期制定的原地質(zhì)礦產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)《液動(dòng)沖擊回轉(zhuǎn)鉆探技術(shù)規(guī)程(DZ/T 0053—93)》進(jìn)行修訂。經(jīng)過近2年的努力，標(biāo)準(zhǔn)編寫組基本完成了規(guī)程(送審稿)及編制說明文件。新規(guī)程(標(biāo)準(zhǔn))說明和規(guī)定了液動(dòng)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)技術(shù)的適用條件、液動(dòng)沖擊器技術(shù)性能、鉆探設(shè)備與附屬裝置配置、金剛石(繩索取心)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)工藝、硬質(zhì)合金沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)工藝、沖洗液與現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)、液動(dòng)沖擊器故障排除以及孔內(nèi)事故預(yù)防處理等方面的工作要求和技術(shù)規(guī)則，適用于地質(zhì)巖心鉆探、水文地質(zhì)鉆探、科學(xué)鉆探及其他鉆探工程領(lǐng)域。

在標(biāo)準(zhǔn)編纂過程中，筆者先后參與調(diào)研了多家地質(zhì)鉆探施工單位，特別是與受邀單位的鉆探專家合作，獲益匪淺。兩年的調(diào)研、討論、交流，對(duì)地質(zhì)鉆探液動(dòng)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)技術(shù)現(xiàn)狀有了較為全面的認(rèn)識(shí)，亦有一些收獲。本文結(jié)合我國(guó)目前地質(zhì)鉆探技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件和野外管理體制變化，針對(duì)液動(dòng)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)技術(shù)的適用條件、鉆探設(shè)備配置要求、沖洗液與現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)、未來相關(guān)新產(chǎn)品研發(fā)等方面進(jìn)行總結(jié)分析，提出一些認(rèn)識(shí)和建議，期望對(duì)推動(dòng)目前我國(guó)液動(dòng)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用有所助益。

2 適用條件分析

2.1 液動(dòng)沖擊器類型

液動(dòng)沖擊器(hydro-percussive tool)是一種以沖洗液驅(qū)動(dòng)沖錘往復(fù)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生軸向沖擊作用的孔底裝置，亦稱為液動(dòng)潛孔錘、液動(dòng)錘(hydro-hammer)。

國(guó)內(nèi)應(yīng)用過的液動(dòng)沖擊器類型多樣，按照作用原理分為閥式正作用液動(dòng)沖擊器、閥式反作用液動(dòng)沖擊器、閥式雙作用液動(dòng)沖擊器。閥式雙作用液動(dòng)沖擊器主要有壓差式、射流式、射吸式和復(fù)合式等類型；液動(dòng)沖擊器可與繩索取心鉆具配套組成金剛石繩索取心液動(dòng)沖擊器；另有用于反循環(huán)鉆探的貫通式液動(dòng)沖擊器。

目前，液動(dòng)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)主要有金剛石(復(fù)合片)鉆進(jìn)、硬質(zhì)合金鉆進(jìn)、牙輪鉆頭鉆進(jìn)以及繩索取心鉆進(jìn)等工藝方法。

2.2 應(yīng)用條件變化

與20世紀(jì)液動(dòng)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)大規(guī)模推廣應(yīng)用時(shí)期相比，近年來我國(guó)地質(zhì)鉆探技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件和野外管理體制發(fā)生了重大變化，這種變化亦導(dǎo)致了液動(dòng)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)應(yīng)用方面發(fā)生相應(yīng)改變。

(1)硬質(zhì)合金鉆進(jìn)占比逐步萎縮。人造金剛石制造技術(shù)發(fā)展迅速，金剛石品級(jí)提高，成本大幅下降；而同期硬質(zhì)合金制造技術(shù)和成本變化不大。加之硬質(zhì)合金與金剛石混合鉆進(jìn)有明顯的危害性，很多基層鉆探單位明文禁止，故此硬質(zhì)合金鉆進(jìn)占比逐年降低，硬質(zhì)合金鉆進(jìn)應(yīng)用的地層范圍亦逐步收窄。因此根據(jù)實(shí)際情況，新標(biāo)準(zhǔn)將原標(biāo)準(zhǔn)和《地質(zhì)巖心鉆探規(guī)程(DZ/T 0227—2010)》規(guī)定的“硬質(zhì)合金液動(dòng)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)適合于可鉆性級(jí)別5～6級(jí)和部分7級(jí)巖層”修改為“硬質(zhì)合金液動(dòng)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)適用于可鉆性級(jí)別4～7級(jí)巖層”。

(2)金剛石(復(fù)合片)鉆頭的應(yīng)用范圍擴(kuò)大。據(jù)此，新標(biāo)準(zhǔn)將“金剛石液動(dòng)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)適用于可鉆性級(jí)別6～12級(jí)”修改為“金剛石液動(dòng)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)適用于可鉆性級(jí)別4～12級(jí)巖層”。同時(shí)建議，液動(dòng)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)宜使用人造孕鑲金剛石鉆頭和硬質(zhì)合金鉆頭，以及專門設(shè)計(jì)的金剛石復(fù)合片鉆頭和表鑲金剛石鉆頭等。

(3)目前，液動(dòng)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)適用鉆孔深度主要取決于泥漿泵額定工作壓力以及鉆柱的耐壓和密封性能等。近年來，鉆柱制造質(zhì)量、泥漿泵輸出指標(biāo)、液動(dòng)沖擊器(潛孔錘)性能明顯改善。地質(zhì)鉆探液動(dòng)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)深度不斷增加，目前記錄為4006.17 m(山東省萊州市黃金礦區(qū)，2013年5月終孔)。

(4)液動(dòng)沖擊回轉(zhuǎn)應(yīng)用范圍擴(kuò)大，特別是在重大深部科學(xué)鉆探工程得到示范應(yīng)用。目前，液動(dòng)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)一般以取心鉆進(jìn)為主，亦可全面鉆進(jìn)；鉆孔口徑范圍為60～311 mm，但主要以小口徑繩索取心液動(dòng)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)為主，金屬礦產(chǎn)勘查鉆探領(lǐng)域應(yīng)用較多。

(5)20世紀(jì)70—80年代，機(jī)臺(tái)定員較多，實(shí)施“三班倒”或者“四班三倒”制，且有現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)員，因此實(shí)施上級(jí)鉆探技術(shù)和管理部門建議“適合條件的地層應(yīng)積極采用液動(dòng)沖擊回轉(zhuǎn)鉆探”的條件較好。但近年來，隨著人力成本大幅提升，鉆探設(shè)備機(jī)械化、自動(dòng)化程度提高，野外鉆探機(jī)臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)人員明顯減少，有的鉆探機(jī)臺(tái)每班只有3人。個(gè)別機(jī)臺(tái)應(yīng)用液動(dòng)沖擊器往往手忙腳亂、力不從心，導(dǎo)致技術(shù)效果不夠理想。

(6)在大多數(shù)情況下，技術(shù)效果和經(jīng)濟(jì)效果是一致的，但是有時(shí)也可能出現(xiàn)背離。由于研發(fā)投入大、性能不斷改進(jìn)、可靠性提高，液動(dòng)沖擊器等孔底動(dòng)力機(jī)具價(jià)格較高，如現(xiàn)場(chǎng)管理不佳，鉆進(jìn)規(guī)程參數(shù)不合理，極有可能出現(xiàn)總成本不降、經(jīng)濟(jì)效果不如預(yù)期的情況。

(7)液動(dòng)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)與空氣潛孔錘鉆進(jìn)相比，碎巖機(jī)理有根本區(qū)別，二者的鉆進(jìn)效率亦有很大差別。但是空氣潛孔錘鉆進(jìn)需要配置大功率空壓機(jī)，鉆進(jìn)深度明顯低于液動(dòng)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，因此很多遇到堅(jiān)硬地層的鉆探施工人員希望采用高能液動(dòng)沖擊器。國(guó)內(nèi)大學(xué)、科研機(jī)構(gòu)正在致力于這方面的研發(fā)，并在實(shí)驗(yàn)室取得了重大技術(shù)突破，不過應(yīng)用于鉆探現(xiàn)場(chǎng)還尚需時(shí)日。

2.3 工藝適應(yīng)性

由于各種原因，我國(guó)地質(zhì)鉆探現(xiàn)場(chǎng)使用的金剛石鉆頭質(zhì)量、性能與國(guó)外相比仍有一定差距，取心鉆具專業(yè)化制造水平亦有待提高。因此根據(jù)目前具體情況，新的標(biāo)準(zhǔn)提出鉆遇下列地層，采用液動(dòng)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)工藝，經(jīng)濟(jì)和技術(shù)效果更加突出：

(1)巖心堵塞現(xiàn)象嚴(yán)重，回次進(jìn)尺短，機(jī)械鉆速低的較破碎地層；

(2)堅(jiān)硬、致密，研磨性弱的“打滑”地層；

(3)部分強(qiáng)研磨性地層；

(4)易發(fā)生鉆孔彎曲的地層。

2.4 工藝局限性

任何鉆進(jìn)方法和工藝都有其針對(duì)性、適應(yīng)性，亦有其局限性，液動(dòng)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)方法不可能例外。因此，新標(biāo)準(zhǔn)提出了遇下列情況，在應(yīng)用液動(dòng)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)時(shí)，應(yīng)采取有效配套技術(shù)措施，或臨時(shí)換用普通回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)工藝：

(1)地層自然造漿，沖洗液粘度過高導(dǎo)致泥漿泵壓力過高；

(2)局部孔段地層不穩(wěn)定，孔壁坍塌嚴(yán)重，尚未采取護(hù)壁措施；

(3)易發(fā)生巖心沖蝕的松軟和水敏地層，巖心采取質(zhì)量達(dá)不到要求；

(4)沖洗液含砂量過高且暫時(shí)無有效的凈化措施；

(5)沖洗液中添加了惰性堵漏材料、漂珠等尺寸較大的固相顆粒。

3 鉆探裝備配置

20世紀(jì)70—80年代推廣液動(dòng)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)技術(shù)時(shí)，針對(duì)當(dāng)時(shí)地質(zhì)鉆探裝備相對(duì)落后、功能不夠完善等問題，有的單位還對(duì)鉆機(jī)進(jìn)行了改造，原標(biāo)準(zhǔn)亦提出了一些具體要求。

目前應(yīng)用液動(dòng)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)技術(shù)，對(duì)鉆探設(shè)備的特殊要求越來越少。新的標(biāo)準(zhǔn)主要有“應(yīng)選擇轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍較大、鉆壓控制精度較高的巖心鉆機(jī)。進(jìn)行硬質(zhì)合金液動(dòng)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)時(shí)，鉆機(jī)的最低轉(zhuǎn)速不高于40 r/min”；“選擇泵壓較大(4～6 MPa)、泵量可調(diào)的泥漿泵；泥漿泵應(yīng)配抗震壓力表”；“施工機(jī)臺(tái)應(yīng)配備旋流除砂器、離心機(jī)等固相控制設(shè)備”等等。這些要求目前多已具備，因其中的要求已經(jīng)不僅是為了滿足液動(dòng)沖擊回轉(zhuǎn)工藝需要，同時(shí)也是深孔地質(zhì)鉆探安全施工的必要條件。

對(duì)于大直徑液動(dòng)潛孔錘，建議現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)配置專門的機(jī)械擰卸裝置，亦可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)鉆機(jī)條件使用B型鉗或液氣大鉗擰卸。

除了鉆探設(shè)備，液動(dòng)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)工藝對(duì)鉆探器具、鉆柱仍有一些具體要求，如鉆柱接頭螺紋應(yīng)具有良好的密封性；應(yīng)配用心軸通孔直徑較大、轉(zhuǎn)動(dòng)靈活、密封性好、耐高壓和維護(hù)方便的水龍頭；泥漿泵高壓膠管的內(nèi)徑≮25 mm，耐壓力≮10 MPa。同時(shí)應(yīng)使用耐高壓的專用接頭；應(yīng)在泥漿泵輸出管與水龍頭高壓膠管之間設(shè)置穩(wěn)壓罐。穩(wěn)壓罐容積≮0.03 m3，安全壓力≮15 MPa。

4 沖洗液與現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)

4.1 沖洗液

沖洗液是地質(zhì)鉆探的“血液”，關(guān)系到鉆探作業(yè)的質(zhì)量和成敗，與鉆孔安全息息相關(guān)。隨著深部地質(zhì)鉆探、復(fù)雜地層鉆探、新礦種鉆探作業(yè)的增多，這一認(rèn)識(shí)已經(jīng)成為行業(yè)內(nèi)的基本共識(shí)之一。因此近年來，地質(zhì)鉆探用沖洗液性能、質(zhì)量和固相控制(凈化)工作逐步得到強(qiáng)化，有利支撐了液動(dòng)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)技術(shù)推廣應(yīng)用。據(jù)此，新的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)鉆探?jīng)_洗液的選用方面的規(guī)定亦趨于簡(jiǎn)化。

(1)應(yīng)根據(jù)地層情況確定沖洗液性能參數(shù)，確保沖洗液的潤(rùn)滑和流變特性良好。

(2)沖洗液密度通?？刂圃?.0～1.25 g/cm3；含砂量<0.6%，漏斗粘度(蘇氏)<30 s。

(3)需提高沖洗液密度時(shí)，可加入重晶石、石灰石粉等，其粒度應(yīng)為200目以細(xì)。

(4)不得選用含有固體潤(rùn)滑球、噴射鉆砂粒、堵漏劑等顆粒狀惰性材料的沖洗液。

(5)孔內(nèi)返回的沖洗液應(yīng)進(jìn)行凈化處理。應(yīng)根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)條件選擇配備振動(dòng)篩、旋流除砂器、離心機(jī)等凈化沖洗液設(shè)備。

(6)可在沖洗液中加入絮凝劑(如部分水解聚丙烯酰胺)，使固相顆粒聚結(jié)沉淀，使沖洗液凈化。利用絮凝劑凈化沖洗液時(shí)，應(yīng)按要求設(shè)置完善的沉淀系統(tǒng)，并及時(shí)撈取沉淀物。

(7)未使用凈化設(shè)備的機(jī)臺(tái)，宜采用自然沉淀法凈化沖洗液。循環(huán)槽長(zhǎng)度不應(yīng)短于15 m,內(nèi)寬220～250 mm，高200 mm，坡度1/100～1/80；循環(huán)槽中每隔1.5～2.0 m應(yīng)安設(shè)100 mm高擋板，并安放至槽底。

(8)泥漿池、沉淀池上應(yīng)有遮雨設(shè)施，避免雨水流入；防止沖洗場(chǎng)地的水、棉紗、樹枝等異物流入池中。

4.2 護(hù)壁堵漏

相對(duì)于普通回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，液動(dòng)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)所需泵量較大，一般約增加30%，泵壓亦明顯增高，易發(fā)生鉆孔沖洗液漏失。鉆孔發(fā)生沖洗液漏失時(shí)，即使地層條件和地質(zhì)要求允許，頂漏鉆進(jìn)亦可能經(jīng)濟(jì)上不合理，因此應(yīng)根據(jù)鉆孔情況采取必要的堵漏措施。當(dāng)采取隨鉆堵漏工藝時(shí)，不應(yīng)帶液動(dòng)沖擊器向孔內(nèi)灌注堵漏劑、水泥漿液和惰性材料等。另外，鉆遇嚴(yán)重坍塌及難以封堵的嚴(yán)重漏失地層(溶洞、暗河等)，最好采用套管封隔。

5 新產(chǎn)品研發(fā)和應(yīng)用

5.1 新型高能液動(dòng)潛孔錘(沖擊器)的研發(fā)

吉林大學(xué)建設(shè)工程學(xué)院針對(duì)干熱巖地層研磨性強(qiáng)、可鉆性差，常規(guī)工藝方法鉆進(jìn)效率低的問題，專門研制了干熱巖鉆進(jìn)用的SC-86H型高能射流式液動(dòng)錘。對(duì)該高能射流式液動(dòng)錘樣機(jī)進(jìn)行的地面鉆進(jìn)試驗(yàn)采用了JDD-100型全液壓動(dòng)力頭式車載鉆機(jī)，泥漿泵為3P30型三柱塞高壓泵，額定功率90 kW，最大泵量250 L/min，最高泵壓18 MPa，采用的硬質(zhì)合金球齒鉆頭具有9顆?14 mm硬質(zhì)合金齒。試驗(yàn)采用可鉆性級(jí)別10級(jí)的完整花崗巖，通過增大沖錘質(zhì)量、活塞行程和泵量較常規(guī)回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)機(jī)械鉆速提升顯著，獲得的最大機(jī)械鉆速為5.19 m/h，取得了重大技術(shù)突破。初步試驗(yàn)證明，未來液動(dòng)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)有條件、有可能向高能型方向發(fā)展。但囿于鉆探裝備配套有待完善、鉆進(jìn)參數(shù)有待優(yōu)化、野外應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)積累不足等，相關(guān)內(nèi)容暫時(shí)未列入新的《液動(dòng)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)技術(shù)規(guī)程》標(biāo)準(zhǔn)。

5.2 扭力沖擊器

扭力沖擊器一般與金剛石復(fù)合片鉆頭配套使用，其破巖機(jī)理以沖擊破碎為主，并加以旋轉(zhuǎn)剪切巖層，起到在保證井身質(zhì)量的同時(shí)提高機(jī)械鉆速的作用。扭力沖擊器消除了井下鉆頭運(yùn)動(dòng)時(shí)可能出現(xiàn)的一種或多種振動(dòng)(橫向、縱向和扭向)的現(xiàn)象，使整個(gè)鉆柱的扭矩保持穩(wěn)定和平衡。2000年，加拿大Ulterra Drilling Technologies公司首先提出了扭力沖擊鉆井的構(gòu)想并設(shè)計(jì)完成Tork Buster產(chǎn)品，在實(shí)際鉆井過程中的應(yīng)用證明扭力沖擊器能減弱粘滑作用的影響，大幅提高鉆進(jìn)速度，并在世界各大油氣鉆井施工中有了廣泛的應(yīng)用。

國(guó)內(nèi)外有很多研究機(jī)構(gòu)正在致力研究開發(fā)新型扭力沖擊鉆井工具。目前國(guó)內(nèi)各種扭力沖擊工具專利有10項(xiàng)左右，基本可以分為液壓式扭力沖擊器和渦輪馬達(dá)式扭力沖擊器兩種類別。由于渦輪馬達(dá)式扭力沖擊器含渦輪等易損件，使用壽命受到限制，目前在實(shí)際鉆井生產(chǎn)中主要用的是液壓式扭力沖擊器，包括國(guó)外的Tork Buster，國(guó)內(nèi)勝利油田鉆井工藝研究院的SLTIT和SLBF-TIT、浙江睿智鋼業(yè)有限公司的石油鉆井三維震動(dòng)破巖裝置。勝利油田鉆井工藝研究院與浙江睿智鋼業(yè)有限公司屬于合作關(guān)系。

有些情況下連續(xù)破巖扭力沖擊器的使用效果不明顯，如在四川涪陵地區(qū)龍?zhí)督M—韓家店組上部夾層應(yīng)用某國(guó)外產(chǎn)品，鉆頭前期損壞嚴(yán)重，機(jī)械鉆速低，性價(jià)比不高。另外，目前的扭力沖擊器與傳統(tǒng)的液動(dòng)潛孔沖擊器在結(jié)構(gòu)原理、碎巖方式、使用環(huán)境、鉆進(jìn)參數(shù)方面有著明顯區(qū)別，因此亦未納入本標(biāo)準(zhǔn)狹義的液動(dòng)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)范疇。

6 結(jié)語

液動(dòng)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)技術(shù)是我國(guó)領(lǐng)先世界的先進(jìn)地質(zhì)鉆探技術(shù)之一。目前的地質(zhì)鉆探裝備條件改善，沖洗液性能、質(zhì)量和固相控制(凈化)工作得到強(qiáng)化，有利支撐了液動(dòng)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)技術(shù)的推廣應(yīng)用，小直徑金剛石繩索取心液動(dòng)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)已經(jīng)成為應(yīng)用最為廣泛的液動(dòng)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)工藝，取得了良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。

對(duì)制定于20世紀(jì)80年代中期的原地質(zhì)礦產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)《液動(dòng)沖擊回轉(zhuǎn)鉆探技術(shù)規(guī)程(DZ/T 0053—93)》進(jìn)行修訂，是推動(dòng)目前我國(guó)液動(dòng)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)技術(shù)發(fā)展的舉措之一。該標(biāo)準(zhǔn)(規(guī)程)的發(fā)布，必將對(duì)地質(zhì)鉆探液動(dòng)沖擊回轉(zhuǎn)技術(shù)應(yīng)用有所助益。今后，還應(yīng)繼續(xù)加強(qiáng)新型高能液動(dòng)錘研發(fā)和示范應(yīng)用，研究?jī)?yōu)化大直徑、全面液動(dòng)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)工藝。

[1] 王建華.大直徑液動(dòng)潛孔錘鉆進(jìn)技術(shù)探討[J].勘察科學(xué)技術(shù),2009,(6):22-24，28.

[2] 王建華.對(duì)大直徑液動(dòng)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)技術(shù)開發(fā)的認(rèn)識(shí)和建議[J].探礦工程,1997,(S1):107-109，114.

[3] 谷守衛(wèi).SYZX75型繩索取心液動(dòng)錘在生產(chǎn)應(yīng)用中常見問題的分析與處理[C]// 中國(guó)地質(zhì)學(xué)會(huì)探礦工程專業(yè)委員會(huì).第十八屆全國(guó)探礦工程(巖土鉆掘工程)技術(shù)學(xué)術(shù)交流年會(huì)論文集.北京：地質(zhì)出版社，2015.

[4] 任鵬飛,王四一,劉勇.液動(dòng)潛孔錘在煤礦井下穿層孔鉆進(jìn)中的應(yīng)用[J].石化技術(shù),2015,(8):124-126，133.

[5] 余桂紅,趙尊亭,余東山,等.繩索取芯液動(dòng)錘在新疆和靜縣鐵銅多金屬礦復(fù)雜地層鉆探中的應(yīng)用[J].西部探礦工程,2015,(8):56-59.

[6] 劉國(guó)經(jīng).蓄能式液動(dòng)潛孔錘的研究[J].探礦工程(巖土鉆掘工程),2015,42(7):45-49.

[7] 張?jiān)?射吸式液動(dòng)沖擊器的優(yōu)化設(shè)計(jì)[D].陜西西安：西安石油大學(xué),2015.

[8] 傅叢群.繩索取心液動(dòng)錘在多類型礦區(qū)的應(yīng)用及其效果[J].探礦工程(巖土鉆掘工程),2011,38(9):24-26.

[9] 孫強(qiáng),楊冬冬,彭枧明,等.高能射流式液動(dòng)錘在花崗巖中的鉆進(jìn)研究[J].探礦工程(巖土鉆掘工程),2016,43(8):39-43.

[10] 陳師遜.液動(dòng)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)在我隊(duì)的應(yīng)用與探討[J].西部探礦工程,1992,(4):19-21.

[11] 王鴻遠(yuǎn),李忠壽,張慶華,等.涪陵頁(yè)巖氣井新工具的應(yīng)用與經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)[J].探礦工程(巖土鉆掘工程),2016,43(7):24-30.

[12] 柳貢慧,李玉梅,李軍,等.復(fù)合沖擊破巖鉆井新技術(shù)[J].石油鉆探技術(shù),2016,(5):10-15.

[13] 黃雪琴,孟慶昆,鄭曉峰.液動(dòng)沖擊器發(fā)展現(xiàn)狀及在油氣鉆井應(yīng)用探討[J].石油礦場(chǎng)機(jī)械,2016,(9):62-66.

[14] 李瑋,李卓倫,劉偉卿,等.扭轉(zhuǎn)沖擊提速工具在文安區(qū)塊的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用[J].特種油氣藏,2016,(4):144-146，158.

[15] 齊列鋒,馮進(jìn),董斌,等.回轉(zhuǎn)式扭力沖擊器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及碰撞分析[J].機(jī)械工程師,2016,(4):75-77.

[16] 李歡歡,王玉璽,李秋杰.扭力沖擊器在大慶油田肇深17井的試驗(yàn)應(yīng)用[J].探礦工程(巖土鉆掘工程),2013,40(4):44-47.

[17] 張海軍,彭勇.扭力沖擊器在塔河油田托普臺(tái)的鉆井提速試驗(yàn)應(yīng)用[J].西部探礦工程,2016,(7):58-59，62.

致謝：本文在資料搜集、撰寫和修改過程中先后得到了殷琨、蘇長(zhǎng)壽、楊澤英、陳師遜、盧予北、傅叢群等專家的幫助和指導(dǎo)，在此表示衷心的感謝。

New Understanding of Hydraulic Percussive-rotary Drilling Technology in Geological Drilling/

LIUXiu-mei,LIXiao-yang,SUNJian-hua

(The Institute of Exploration Techniques, CAGS, Langfang Hebei 065000, China)

Some ideas and suggestions are put forward according to the suitable conditions of hydro-percussive rotary drilling technology in geological drilling, drilling equipment configuration requirements, drilling fluid and field maintenance and new products development. It is believed that the current improvement of geological equipments and the strengthening of flushing fluid performance, quality and solid phase control (purification) are favorable to promote the application of hydro-percussive rotary drilling technology, small-diameter diamond wire-line core hydro-percussive rotary drilling technology has become the most widely used hydro-percussive rotary drilling technology. At the present , the revision of original geological and mineral standards “The regulations of hydro-percussive rotary drilling technology(DZ/T 0053—93)” is one of the good methods to promote the development of hydro-percussive rotary drilling technology in China. In the future, it is also necessary to strengthen the development and demonstration application of new type of high-energy hydro-hammer and attach great importance to the optimization of large diameter and hydraulic hammer non-coring drilling technology.

geological drilling; technical standards; hydro-percussive tool; hydro-hammer; hydro-percussive rotary drilling

2016-12-10；

2017-01-08

中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)調(diào)查子項(xiàng)目“《液動(dòng)沖擊回轉(zhuǎn)鉆探技術(shù)規(guī)程》修訂”(編號(hào)：121201108000150012)

劉秀美，女，漢族，1981年生，高級(jí)工程師，勘查技術(shù)與工程專業(yè)，主要從事鉆探工藝、器具的研究和鉆探標(biāo)準(zhǔn)的制修訂工作，河北省廊坊市金光道77號(hào)，kuer6785@163.com。

P634.5+6

A

1672-7428(2017)04-0031-05