如何在勘探作业中精准控制钻进方向,可靠降低钻孔偏斜率,是对勘探装备、钻探工艺和钻探人员的一项综合考验。近日,由重庆市地矿局208地质队主导研发的一款新型定向探测扩孔器,成功获得国家发明专利(专利名称“一种沿预定导线轨迹岩土体定向探测用扩孔器”,专利号ZL202411347992.5),从勘探装备角度取得新突破,并为解决复杂地质条件下的精准探测提供了一项高效化、智能化新方案
扩孔器作为一类常见钻探设备,其应用场景十分广泛,既可固定在孔口段为钻探导向,也能紧跟钻头深入孔内扩大孔径。此次授权的新专利,创新研发了一套“交替研磨+旋转集料”双核系统,除能圆满达成此类基本目的外,还能显著提高使用寿命、提升定向精度、保持孔内清洁。
据研究人员介绍,传统扩大器一般只有单组研磨面,因此钻进过程中易被快速磨耗,且随着磨耗加剧,扩孔精度也加速下降。新专利设计了一套智能交替研磨系统,不仅将传统的单一研磨面升级为两组,还独创了联动机构和传动体系,以实现磨损件的智能切换和交替作业,同等工况下,设备寿命提升3倍以上,连续工作时长提升至120小时,综合维护成本降低40%。
传统扩大器对岩屑的处理能力也较为有限,残留孔内的岩屑在孔底堆积,进而对地质雷达、电阻率法等精密探测结果造成影响和干扰,为此新专利还发明了一套旋转刮刀组件,0.5秒内即可完成研磨面岩屑剥离,再配合离心式集屑装置,成功将排屑回收率提升至98%以上,较传统工艺提高10%,孔底清洁度达Ⅰ级标准,从而为精密探测提供了更可靠的保障。
通过少量应用验证,研究组发现,新专利特别适用于滑坡深层位移监测孔精准开孔、地下溶洞三维扫描定向通道构建、页岩气水平井地质导向预扩孔和城市地下空间隐蔽工程探测等复杂条件和特殊钻探需求。重庆大学曾在武隆鸡尾山危岩深部位移监测和奉节藕塘滑坡治理等重大工程中对该专利作示范应用,Φ50mm孔径钻进30m的轨迹偏差小于0.3°,并解决了钻进通道不准确、孔底岩屑堆积多等老问题,为助力高精度地质参数获取提供了可靠支撑。
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