汶川地震斷裂帶科學(xué)鉆探項(xiàng)目的鉆探技術(shù)研究及應(yīng)用.pdf

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1、2013年12月地質(zhì)裝備3汶川地震斷裂帶科學(xué)鉆探項(xiàng)目的鉆探技術(shù)研究及應(yīng)用張偉(中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局,北京100037)摘要:文章介紹了汶川地震斷裂帶科學(xué)鉆探項(xiàng)目的鉆探施工情況,包括鉆探施工進(jìn)展、施工中遇到的技術(shù)難題以及為解決這些技術(shù)問(wèn)題采取的技術(shù)措施和取得的成果。關(guān)鍵詞:地震;科學(xué)鉆探;復(fù)雜地層;鉆探技術(shù)中圖分類(lèi)號(hào):P634.53文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1009—282X(2013)06—0003—061項(xiàng)目的鉆探施工概況表l汶川地震斷裂帶科學(xué)鉆探鉆孑L布置及其進(jìn)展情況汶川地震斷裂帶科學(xué)鉆探(WFSD)項(xiàng)目的科學(xué)鉆孔設(shè)計(jì)終孔名稱(chēng)孔深/m直徑/mm鉆孔地點(diǎn)進(jìn)展

2、情況目標(biāo)的是:通過(guò)在位于四川的龍門(mén)山斷裂帶施工科學(xué)鉆孔,獲取地下深處的地學(xué)信息,研究地震活動(dòng)的WFSI都江堰市2009年7月以1201.15m)-1120076規(guī)律和發(fā)震機(jī)理。完鉆后,在鉆孔內(nèi)安放地震探測(cè)虹口鄉(xiāng)深度完鉆。儀器,建立長(zhǎng)期地震觀測(cè)站,為未來(lái)地震的監(jiān)測(cè)、預(yù)都江堰市2012年4月以2283.WFSD2200015O虹口鄉(xiāng)56m完鉆。報(bào)或預(yù)警提供基本數(shù)據(jù)。該項(xiàng)目作為科技部科技支綿竹市2009年l2月以551.撐計(jì)劃的一個(gè)專(zhuān)項(xiàng),由國(guó)土資源部和中國(guó)地震局共WFSD一3一r40076九龍鎮(zhèn)54m完鉆。同組織實(shí)施,國(guó)土資源部為項(xiàng)目負(fù)責(zé)部門(mén)。項(xiàng)目的綿竹市2

3、012年2月以1502.3mWFS[3120015O具體實(shí)施工作由中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局汶川地震科學(xué)鉆探九龍鎮(zhèn)完鉆。工程中心承擔(dān)。該項(xiàng)目于2008年10月啟動(dòng),原計(jì)平武縣2012年8月6日開(kāi)鉆,劃于2011年12月結(jié)束,由于地震斷裂帶地層強(qiáng)烈WFS4335015O南壩鎮(zhèn)2013年8月25日8:00井深為2284.65m。破碎,鉆探施工難度很大,進(jìn)展比預(yù)期要慢,經(jīng)科技部批準(zhǔn)延期到2014年6月。突然釋放,形成地震。由于產(chǎn)生地震的根源一直存汶川地震斷裂帶科學(xué)鉆探項(xiàng)目總共計(jì)劃施工5在,因此一次地震產(chǎn)生和地應(yīng)力得到釋放后,巖體中口科學(xué)鉆孔,其主要參數(shù)見(jiàn)表1。目前,除W

4、FSD-4的地應(yīng)力又重新開(kāi)始積累,直到下一次地震產(chǎn)生。還在施工,其它4口鉆孔已經(jīng)完鉆。這種過(guò)程一直在循環(huán)進(jìn)行,因此龍門(mén)山斷裂帶歷史經(jīng)歷了許多次地震。2鉆探施工的困難及其原因在多次地震的作用下,龍門(mén)山斷裂帶地下巖層汶川地震斷裂帶科學(xué)鉆探項(xiàng)目的鉆探施工遇到整體破碎,“體無(wú)完膚”,嚴(yán)重程度罕見(jiàn)(圖1~3),僅了極大的困難,主要是地層強(qiáng)烈破碎和復(fù)雜所致,而WFSD-1孔0~1200m孔段就鉆遇約2O條斷層。這一切的總根源是龍門(mén)山斷裂帶歷史上的多次地有的鉆孔從開(kāi)鉆到完鉆基本上全部在破碎地層中鉆震。資料對(duì)汶川地震發(fā)生的原因進(jìn)行了介紹:印度進(jìn),鉆進(jìn)條件十分惡劣,鉆進(jìn)

5、施工中鉆孔垮塌、擴(kuò)徑、洋板塊向亞歐板塊俯沖,造成青藏高原快速隆升??s徑和漏失等諸多困難同時(shí)存在,除了給取心和鉆高原物質(zhì)向東緩慢流動(dòng),在高原東緣沿龍門(mén)山構(gòu)造進(jìn)帶來(lái)了很大困難之外,還導(dǎo)致鉆探和測(cè)井事故頻帶向東擠壓,遇到四川盆地深部剛性地塊的頑強(qiáng)阻發(fā),處理事故耗費(fèi)了大量的時(shí)間和經(jīng)費(fèi)。擋,造成構(gòu)造應(yīng)力能量的長(zhǎng)期積累,超過(guò)巖石的強(qiáng)度在鉆進(jìn)施工過(guò)程中,孔壁巖石受到各種機(jī)械擾極限后,巖石發(fā)生破裂,地應(yīng)力能量以地震波的形式動(dòng)作用,包括:收稿日期:2o13—09—01基金項(xiàng)目:科技部科技支撐計(jì)劃專(zhuān)項(xiàng)“汶川地震斷裂帶科學(xué)鉆探(WFSD)”項(xiàng)目之“科學(xué)鉆探與科學(xué)測(cè)井”課題。

6、作者簡(jiǎn)介:張偉(1954一),男(漢族),湖北恩施人,探礦工程專(zhuān)業(yè),博士,中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)客座教授,中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局汶川地震科學(xué)鉆探工程中心總工程師,負(fù)責(zé)組織汶川地震科學(xué)鉆探項(xiàng)目的鉆探和測(cè)井施工,E-mail:zhangwei@wfsd.org。

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