本书是我国工程勘察领域第一部关于连续取心定向钻探技术的专著。全书以极端地质条件下深部工程高能地质环境为背景，以大曲率定向钻探破岩机理与轨迹控制、高能环境成孔工艺、随钻地质信息智能感知与综合测井、定向钻机设备研发为技术主线，详细而系统地阐述连续取心定向钻探成套技术的最新研发成果与技术实施过程，并提供多个典型工程应用案例，为我国深地领域工程钻探尤其是大曲率定向钻探的精准实施提供理论和技术依据。
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1988-09至1992-06，中国地质大学（武汉），水文地质与工程地质，获学士学位；
1999-09至2001-06，中国地质大学（武汉），地质工程，获硕士学位；
2010-09至2014-12，四川大学，岩土工程，获博士学位
2012-12至2017-04，中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司地质处党总支书记、处长；
2017-05至2019-02，中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司国际工程分公司党工委书记，副总经理；
2019-03至2022-12，中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司党委委员，副总经理；
2022-12至2023-12，中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司党委副书记；
2023-12至今，中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司党委副书记、总经理工程地质中国岩石力学与工程学会理事；四川省岩石力学与工程学会理事长；中国电力建设股份有限公司科技委员会首席技术专家；国际岩石力学与工程学会中国国家小组副主席
目录
第1章绪论1
1.1钻探技术1
1.1.1超长定向孔钻进技术1
1.1.2轨迹控制技术1
1.1.3绳索取心技术2
1.1.4综合测试技术2
1.2地质钻探技术发展历程2
1.3国内外定向钻探技术现状3
1.3.1非开挖铺设管线领域的应用4
1.3.2油气钻井领域的应用4
1.3.3矿产勘探领域的应用5
1.3.4工程勘察领域的应用6
1.4工程勘察定向钻探技术问题8
1.4.1超长定向孔钻进技术8
1.4.2轨迹控制技术8
1.4.3绳索取心技术8
1.4.4随钻测试技术9
1.4.5综合测井技术9
第2章工程勘察地质环境10
2.1重大工程建设概况10
2.2西部重大工程地质环境10
2.2.1地形地貌10
2.2.2区域地质背景12
2.2.3工程岩组类型及分布14
2.2.4水文地质条件16
2.3深部工程地质环境特征18
2.3.1高地应力18
2.3.2高地温23
2.3.3高水压24
2.4工程钻探工作难点与挑战25
2.4.1地质勘察工作特点与难点25
2.4.2地质勘察工作挑战27
第3章定向钻进与曲线连续取心技术29
3.1定向钻进破岩机理29
3.1.1钻齿侵入破岩力学特性分析29
3.1.2取心钻头破岩特性分析30
3.1.3钻头简化运动模型及求解32
3.1.4复合冲击破岩模型及破岩机制研究35
3.1.5复合冲击破岩效果分析46
3.2定向钻孔随钻轨迹控制50
3.2.1钻孔轨迹防斜技术50
3.2.2钻孔轨迹测量技术52
3.2.3有缆随钻定向技术53
3.2.4水平绳索随钻定向技术57
3.2.5无缆随钻定向技术60
3.3大曲率钻进连续取心技术63
3.3.1高强度绳索取心钻杆63
3.3.2柔性导向取心钻具65
3.3.3绳索取心钻进工艺66
3.3.4定向强造斜与绳索取心同步技术70
3.4薄壁空心螺杆马达取心钻具研发71
3.4.1空心螺杆马达取心钻具71
3.4.2中空螺杆钻具特性分析及方法设计72
3.4.3等壁厚螺杆钻具及转子线型优化技术73
3.4.4强造斜定向滑块伸缩定向系统75
第4章高能环境复杂地层成孔工艺77
4.1高地应力钻探成孔工艺77
4.1.1双级单动绳索取心钻具研制77
4.1.2复杂地层同步跟管技术78
4.2强涌水地层钻进综合处置及监测技术80
4.3超硬岩体快速钻进工艺82
4.3.1复合基孕镶金刚石钻头82
4.3.2打滑地层液动冲击回转钻进技术86
4.4护壁堵漏特种材料研发89
4.4.1环保型防塌冲洗液体系89
4.4.2深孔纳米复合水泥基护壁堵漏材料95
4.4.3凝胶堵漏材料101
4.4.4微生物护壁技术106
第5章随钻地质信息智能感知与综合测井技术109
5.1基于声振特征信号的岩性智能识别109
5.1.1基于声音与振动特征的岩性智能实时识别试验109
5.1.2声振信号的特征分析110
5.1.3基于深度学习的岩性识别模型研究114
5.1.4集成学习下的岩性智能识别及性能评估117
5.2岩体随钻响应特征119
5.2.1内聚力模型细观参数标定方法119
5.2.2内聚力模型119
5.2.3单轴压缩模型建模思想125
5.2.4CZM-FEM参数标定126
5.3岩体可钻性评价方法133
5.3.1单齿破岩钻进响应变化规律研究133
5.3.2单钻齿破岩钻进响应影响规律研究138
5.4深孔综合测井技术157
5.4.1综合测井仪器研发157
5.4.2测井仪器推送技术163
第6章定向取心钻机研发167
6.1总体方案的设计研究167
6.2钻塔升降平台设计169
6.3变幅机构优化设计170
6.4动力头设计171
6.5液压系统设计172
6.6钻机应用及效果175
6.6.1钻机操作方法175
6.6.2钻机使用情况176
第7章工程应用案例179
7.1定向钻进随钻轨迹控制应用案例179
7.1.1项目概况179
7.1.2随钻定向纠斜设计180
7.1.3随钻定向纠斜过程180
7.1.4随钻定向纠斜效果181
7.2大曲率钻进连续取心应用案例181
7.2.1项目概况181
7.2.2大角度定向孔设计181
7.2.3定向钻进与孔内测试182
7.2.4大角度定向孔应用效果184
7.3强涌水钻孔钻进应用案例185
7.3.1项目概况185
7.3.2钻孔结构设计185
7.3.3取心钻进施工186
7.3.4应用效果189
7.4超硬地层钻进应用案例192
7.4.1项目概况192
7.4.2金刚石钻头选择192
7.4.3钻进工艺选择192
7.4.4应用效果193
7.5高地应力地层钻进应用案例194
7.5.1项目概况194
7.5.2设备及机具选择194
7.5.3钻孔结构设计195
7.5.4钻进工艺196
7.5.5应用效果196
7.6垮塌漏失地层护壁堵漏应用案例197
7.6.1项目概况197
7.6.2工艺需求及配方设计197
7.6.3注水泥护壁施工及应用效果199
第8章结论与展望201
参考文献206
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