5000 m 地質鉆探繩索取心絞車的研制及應用

任啟偉 ，劉凡柏 ，高鵬舉 ，伍曉龍 ，趙 遠 ，陳劍銘 ，孟義泉

（1.中國地質科學院勘探技術研究所，河北 廊坊 065000；2.中國地質大學（北京），北京 100083）

0 引言

深地探測是解決人類面臨能源資源和生存空間基本問題的必由之路，以深度換空間是解決城鎮化發展新階段的必然需求，向深部要資源是緩解國家持續發展對能源和礦產資源巨大需求的現實選擇［1］。深部鉆探是深地探測必要的技術手段之一，目前我國尚缺失5000 m 以深地質巖心鉆探技術與裝備，而油氣鉆井與巖心鉆探差異大無法直接應用，亟需開展大深度智能地質鉆探關鍵技術與裝備的研發［2-3］。在深孔地質巖心鉆探中，繩索取心鉆進技術對于提高鉆探質量和生產效率有極大的優勢［4-6］。在繩索取心鉆進中，繩索取心絞車是地質鉆探裝備中的關鍵部件，近半個世紀以來，機械結構設計更加完善合理［7-10］，在機械式、液壓式、電控式、混合式等絞車上均有所突破［6-7，11-14］，控制方式上趨于自動化、智能化［4，6，7，9］。隨著繩索取心技術的發展、成熟和廣泛應用，取心絞車系統更加安全可靠［8，15-20］。

本文的研究方向是基于國家重點研發計劃項目“5000 米地質巖心鉆機關鍵技術與裝備研制”的要求提出的。繩索取心絞車作為5000 m 地質巖心鉆機中的關鍵設備，在深井、超深井、復雜地層、深井連續取心等繩索取心鉆進工藝中尤為重要［4-5，19］，其關鍵技術主要體現在以下幾點：

（1）設計參數滿足使用要求。

（2）保證巖心打撈過程的工作安全和打撈效率。

（3）監測和控制絞車提放速度和提升力。……