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随着我国基础设施建设快速发展,特别是“西部大开发”和“振兴东北老工业基地战略的实施,大多工程涉及的地层复杂(松散、破碎地层,卵砾石层,坚硬岩石)、地理环境差(地区性缺水、交通不便、高寒,水域等),地基与基础加固越来越深,面对此种情形,岩土钻掘工程面临一系列复杂技术难题,如岩土体钻掘过程中的多工艺多介质钻进技术、复杂地质条件下的高保真取样与高精度定向钻掘技术、复杂地层下碎岩新材料及工具性能检测技术等。该领域将以相关学科的先进技术为基础,以达到快速、安全、可靠实施工程建设为目标,重点研发下列技术:


多工艺钻进技术体系

针对工程涉及的复杂条件,主要研究:复杂条件下多工艺优化钻进新技术――满足快速、低成本的钻进要求;广谱钻井液与工程浆液及其测试系统――通过研究,开发具有可灵活调整出特性差异较大钻井液的新型基浆体系,它能与小比例的粘结剂、抑制剂、加重剂、泡沫剂、堵漏剂快速高效相容,灵活调整,适应不同特殊复杂地层段;新型全液压钻掘设备――满足施工的效率高,运行成本低,操作简单,维修方便,易于拆卸和搬迁,适应范围广的要求;复杂地层关键层位多形态高保真取样技术――研究开发复杂条件下快速提取原位地层岩心的技术。

 

钻进监测与智能控制技术

随着钻进工作的难度和深度加大,凭经验控制钻探过程更加困难,实现钻进的数字化和智能化是由凭经验打钻走向科学施工的必由之路。主要研究:随钻测量和井身轨迹控制技术――实现钻进过程中井身轨迹的高精度连续测量,进而准确的控制井身轨迹,达到钻进目标;钻进过程信息化技术――进一步研发钻进过程中钻机参数、孔底钻进参数、泥浆泵及泥浆池参数的采集和传输以及孔内工况识别技术,建立现场数据库,实现多参数分组集成模块化设计+现场信号载波传输,建设钻场综合信息平台,进行现场实时辅助决策。

 

碎岩新材料及碎岩工具

“工欲善其事,必先利其器”,钎具、钻头是钻掘过程中直接作用于岩石的碎岩工具,质量的好坏和对地层的适应性,直接影响钻掘工作的进程和成本。主要研究:高效长寿凿岩钎具及其质量检测技术――研发优质钎钢、优质凿岩硬质合金、新型凿岩钎具;复杂地层条件下新型钻头及其质量检测技术――通过新型钻头结构和性能(耐磨性)测试技术的研发,开发对地层适应性强的钻头。


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