極地考察工作具有重大的科學意義和深遠的政治內(nèi)涵。我國已經(jīng)成功完成了多次南、北極科學考察。中國的南極Dome A深冰芯科學工程取得了里程碑式的進展，在東南極已經(jīng)獲得長度分別為3.83m,3.57m和3.59m的完整冰芯，鉆探深度達134.0m。吉林大學極地研究中心承擔了國家基金委的極地深冰下基巖無鉆桿取芯鉆探裝備項目，其目的之一是研發(fā)出適合南極Dome A地區(qū)鉆探施工的鉆具。深部冰層鉆探取芯用鉆井液是確保極地鉆探鉆具正常工作的最關(guān)鍵因素之一，它的使用目的主要有2個：第一，用鉆孔中鉆井液的密度來平衡孔壁壓力，防止其因彈塑性形變而發(fā)生縮頸；第二，鉆孔中循環(huán)的鉆井液可清除鉆頭上的碎屑。已有的三種深冰芯鉆探鉆井液分別是：（i）雙組份石油基質(zhì)鉆井液；（ii）乙醇混合型鉆井液；（iii）酯基鉆井液。從物理性質(zhì)、安全性、環(huán)保性、對工具的腐蝕性和其他技術(shù)方面考慮，他們并不能完全符合要求。為南極鉆探施工尋找新型環(huán)保型鉆井液仍然是未來鉆探項目中最緊迫的任務(wù)之一。鉆井液的密度和粘度也是鉆井液的重要參數(shù)之一。液柱的密度和相應(yīng)的靜水力學壓力應(yīng)該足以平衡縮頸的壓力，鉆井液的粘度影響鉆桿回次進尺的時間和絞車的功率需求... 

【文章來源】：吉林大學吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

冰蓋層和冰蓋的漂流極地是地球表面的冷極，也是對全球氣候變化響應(yīng)和反饋最敏感的地區(qū)之一

南極 Dome A 深冰芯科學工程始于 2009/2010 年第 26 次南極內(nèi)陸考察，在這次，完成了深冰鉆探的主鉆場建設(shè)工作。在之后連續(xù) 3 年的科考工作中，相繼完成芯鉆探槽的建設(shè)工作、先導孔的建設(shè)工作及鉆機的安裝調(diào)試工作。在第 29 次（）南極內(nèi)陸考察中成功地鉆取長度分別為 3.83m、3.57m 和 3.59m 的三段完整的冰進深度達到 134.0m，這是我國極地冰鉆施工中的重大突破。南極 Dome A 深冰芯程計劃用 4～5 個夏季來完成，目標是獲得記錄百萬年時間尺度的氣候信息、研究me A 區(qū)域冰蓋底部性狀及其床底的基本性質(zhì)等[1]。2013 年中國南極 Dome A 的深探工作樹立了中國極地鉆探事業(yè)的里程碑。

圖 2.1 在南極（左圖）和格陵蘭（右圖）的鉆探施工中的深孔位置 在深冰鉆探的實踐中，使用過的鉆井液主要有三種類型：(i) 以石油為基質(zhì)的雙組份鉆井液；(ii) 用乙醇和乙二醇調(diào)配的鉆井液；(iii) 酯類鉆井液。此外，低分子的二甲基硅氧烷油(DSO’s)也得到了一定的關(guān)注，被認為是一種優(yōu)質(zhì)鉆井液，并被詳盡地研究討論過[9]。2.2 雙組份石油基質(zhì)鉆井液雙組份石油基質(zhì)鉆井液是在類似煤油類產(chǎn)品（如低溫燃料 DF-A、 et A1、JP-8）的基礎(chǔ)上制備完成的；或者是在以 EXXSOL D-系列和 Isopar K 系列產(chǎn)品（表 2.2）為溶劑的基礎(chǔ)上制成。這些產(chǎn)品在功能上性質(zhì)類似，僅在芳香族化合物、蠟、硫和其它雜質(zhì)等

【參考文獻】：
期刊論文
[1]NEEM計劃2537.36m透底深冰芯的鉆取與成果概述[J]. 王士猛,效存德,謝愛紅,李傳金,任賈文,秦大河,張通.  冰川凍土. 2011(03)



本文編號：3311313