周五下午四点,四川某超长隧道施工现场。地质工程师老魏盯着屏幕上的钻进曲线,掌心全是汗——钻头已经在地下986米的位置,再往前十几米,就要穿过这片被标记为“高风险”的破碎带了。
他担心的不是打不进去。真正让人失眠的问题,是钻得进去却取不出东西,或者取出来了却不知道到底是哪个层位掏出来的。这种“定向不能取心、取心不能定向”的行业困局,在地下工程圈子里已经吵了十几年。
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6月2日,铁建重工宣布了一条消息:他们自主研制的千米级水平定向取心钻探装备,正式通过了国家建筑城建机械质量监督检验中心的权威认证,核心指标被评定为国际领先水平。这是国内首套能同时完成“定向钻进”和“取心”的千米级装备。
这套系统整合了定向取心钻机、定向取心钻具、定向螺杆钻具和高精度陀螺测斜系统。通俗说,就是把“找准方向打进去”“打得快”“把岩心完整取出来”“精确知道取心位置”四件事,揉进了一套设备里。
围绕复杂地层里最难啃的三个问题,团队拿出的方案很务实。
第一是“钻不快”。他们给钻机配了自研的宽转速大扭矩动力头,最大扭矩15000N·m,最高转速800rpm,而且转速、推进力、泵量都可以无级调节——操作手能根据实时遇岩情况动态调整,不用换设备。
第二是“取不全”。传统工艺里,定向钻进和取心作业难以兼容,经常出现“有方向没样品、有样品没方向”的尴尬。这次他们从取心钻具结构上做了突破,把定向功能和取心功能同步跑通了。
第三是“测不准”。隧道里钢筋密、设备多,强磁干扰让常规测斜仪几乎失灵。他们研制的陀螺测斜系统不依赖地磁,在强磁环境下方位角精度依然能做到±0.5°,解决了“打了一千米却不知道偏没偏”的致命隐患。
简单算一笔账:能定向、能取心、能测准,意味着深地探测项目不必反复起下钻具切换工具,也不用担心岩心资料缺失导致误判。对于正在推进的深地开发、长大隧道、地下实验室等国家重大工程来说,这套装备补齐了关键装备链上的一环。
老魏后来在群里发了六个字:“取上了,对得上。”底下跟了一排大拇指。
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