近日,四川省总工会公布全省职工“五小”活动优秀创新成果名单,三大队金钻公司报送的“地质钻探岩心切割技术的研发”项目成功入选。这一创新成果针对地质勘探中长期存在的岩心切割损伤难题,提出了创新性解决方案。

破解痛点,来自一线的智慧
在地质勘探工作中,从地下几百上千米处获取的柱状岩心是解读地质数据的关键载体。而高质量的岩心样品对于获取准确的地质信息至关重要。传统切割方法采用过盈装配,如同给岩心“穿小鞋”,导致摩擦阻力大、应力集中,切割过程中岩心易开裂。这不仅造成样品浪费,更影响了地质数据的准确获取。
“就像用蛮力均分一块薄脆的玉石,预期的平整剖分难以实现,取而代之的是无规则的碎屑与崩缺。”从事地质钻探工作三十五载的金钻公司负责人马映辉这样形容传统切割的困境。公司科研团队聚焦这一痛点,自主研发出一种新型岩心切割装置。该装置包括支架、切割机构、样品固定组件、移动导向机构和喷淋冷却系统,采用双弧形卡板弹性固定与轴向径向应力同步释放结构,冷却水同步喷洒,实现了岩心纵剖过程的低损伤、高精度操作。

创新设计,小零件解决大问题
公司科研团队以“零刚性夹持、应力同步释放、冷却协同”为思路,对岩心切割装置进行了创新设计。将传统的固定式导料筒改进为可轴向移动、具有多向弹性缓冲的样品固定组件,实现“动态固定”与“应力自适应”。通过调节件与第一弹簧的联动,实现轴向压力向径向扩张的转换,突破传统刚性夹持方式。根据岩心不同区段的受力特点,设置不同密度和类型的夹紧块,提升夹持效果与应力释放针对性。这些设计的共同作用,实现了智能化夹持、综合应力释放、冷却与应力协同控制,使岩心切割从“粗放操作”转变为“精密手术”,显著提升了岩心样品完整率,降低了取样失败率,满足了深部地质调查与非常规油气勘探对高质量岩心样品的迫切需求。
项目验证,多地应用见成效
凭借模块化、可拆卸的轻巧设计,该装置不仅维护便捷,还能灵活适应不同尺寸的岩心样品。这一特点使其能够广泛应用于地质勘探、岩土工程、矿产资源评估等多个领域的岩心取样与制备,尤其适用于易开裂的脆性岩心。
在金钻公司承接的四川、新疆等地的多个地质钻探项目中,应用该技术后,岩心开裂率降低70%以上,取样成功率和数据可靠性显著提升。“现在切割岩心放心多了,再也不用担心快要完工的样品突然开裂。”现场技术人员反馈,“特别是在处理脆性岩心时,新技术优势明显。”
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