212大队1956年组建于新疆，1965年内迁甘肃武威。1995年第二次进疆，大队勘察公司组织三台钻机，进入准噶尔盆地北缘铀矿普查区，临时基地设在生产建设兵团184团驻地；1996年又组织四台钻机，到212曾工作过的伊犁盆地察布查尔县；1997年按西北地勘局的要求，大队工程公司仅有的两台钻机，也进入准噶尔盆地五彩湾地区开展工作。
大队二次进疆先后在准噶尔盆地、伊犁盆地和吐哈盆地奋战十二年，完成数十万米钻探工作量，通常开动八台钻机，高峰时开动到九台钻机，成为新疆寻找可地浸砂岩型铀矿的一支重要的钻探力量。为核地质事业做出了贡献。本文就在准噶尔盆地北缘铀矿钻探过程中，完成《新疆准噶尔盆地破碎地层提高钻进效率和工程质量技术研究》科研项目，并获得国防科学技术二等奖的过程做以下回顾。1996年3月中旬，大队勘察公司出队开工时间不长，从准噶尔盆地北缘工作区传来消息：施工不顺事故多进度上不去。大队长顾振华来到我的办公室说：“新疆钻探遇到了一些困难，想请你去帮助解决一下，工地上的人也都盼你去。”话语饱含希望和信任，我哪能推脱。4月中旬赶到了工作区，首先与公司领导庞增浩、边军、国宝柱等人研究：开展劳动竞赛以调动职工积极性，以及有针对性的钻探综合治理，经过一番努力，使钻探生产逐渐恢复正常。在工作区蹲点期间走访钻机了解情况，发现施工不顺的原因是：大间距带钻找矿，地层变化大遇到部分极其破碎的岩层影响了采取率；泥浆使用不当，终孔后出现测井不畅，差几十米测不到底的现象，反复冲孔、扫孔影响了进度；钻遇硬度大的钙质胶结层，常规合金钻头易崩刃寿命低，影响了回次钻程；使用常规的硬岩WB-250型泥浆泵，不适应盆地软岩地层，经常发生粗颗粒岩屑卡死水泵压盖内钢球，活塞拉杆磨损大，每个钻探小班要修复水泵，增大了辅助生产时间；使用原打金刚石工艺的旧Φ54×6.5㎜钻杆，虽经改造成外丝锁接手连接的钻杆柱，但由于选料筛选不严，混入少量外径磨损偏大的钻杆，在镦粗热处理的钻杆端部出现裂纹，引起漏水烧钻事故。可见既有设备、管材加工问题，又有泥浆使用欠佳、钻探工艺技术方面的缺陷问题，从而影响了质量和生产效率。在工作区遇上了地勘局总工孙圭，他退休不久，担任新疆片的局监理员。见了老领导谈的很投机，我把钻探施工中出现的问题，采取的措施等情况作了汇报。他说：“只要生产恢复正常了就好。”孙圭谈了对212大队施工队伍的看法和意见：“你们队工人特别能吃苦，住帐篷，也没铁炉子，挖土坑烧煤取暖，让人看了心酸又感动；用的是四角钻塔，当天终孔拆卸搬迁，到天黑前能把塔立起来，为了多拿点效益工资养家糊口甚至连夜开钻；做饭要现堆砌土灶台，不能按时开饭工人就啃干馒头，条件实在太艰苦；设备有些老化，许多材料和措施没有跟上，这都是前段时间生产不正常的因素，希望大队重视，多投入些，新疆铀矿勘查是长久的；钻探项目大队提了管理费，把任务交给了公司干，公司又提了管理费，下面职工有看法，这是管理上的问题，要引起重视。”我当场表示会把这些意见带到大队解决，并说：“212职工多、滩子大，民品项目经营艰难，新疆铀矿钻探尽管遇到了一些问题，但大队和基层有决心把项目干好，希望得到地勘局的大力支持，建议最好给立个科研项目助推一把，扭转钻探工作被动局面。”我5上旬离开准噶尔，之后又奉大队长指令赴伊犁盆地工作区，协议施工单位解决类似准噶尔工区的问题，转入正常生产后，我6月初返回武威。回到队部把与孙圭交谈情况向顾大队长、许自强总经济师等领导作了汇报。大队高度重视，一致认为新疆铀矿钻探是摆脱困难的一条生路，从上到下形成共识，不管能否能立上科研项目，也要举全队之力把铀矿钻探工程干好。大队长传达了地勘局重要指示，决定明年再让队上组织2台钻机去准噶尔盆地五彩湾地区。这样1997年在新疆就有三片工作区，开展可地浸砂岩铀矿钻探。大概6月底7月初，核地质局在西北地勘局召开210厂研发的拖车钻出厂前征求意见座谈会，我和技师王思奎参加了会议。会议结束后去西北局探矿处汇报了新疆钻探情况，顺便打探是否能立科研项目的事。刘月楼处长说：“孙圭说了你队想搞科研的建议，西北局很重视，同意立项，地质局关锡海处长正好来开会，也表示大力支持，这是砂岩型铀矿钻探的首个研究项目，你们尽快将填写的申报项目意见报到局里。”没想到一个建议引起高层密切关注。此次西安之行我也是有备而来，拿出随身带的设计钻具草图和资料，让刘月楼处长、候平吉高工审核。刘处长补充提出了许多修改意见和建议，进一步完善了研究内容，确定了科研项目名称，还一再嘱咐我回去后立即行动，准备充足些、扎实些，确保项目顺利实施。我回到武威，向大队汇报后，马上填写上报了科研项目申请意见。半个多月后我接到核地质局科技处常桂兰（大学同级校友）打来的电话，她说地质局已收到西北局报上来的资料，经研究被列入立项计划，可以放心的做准备工作了。大队决定集中力量抓好来年的新疆扩大生产规模和科研准备工作。当时大队钻探技术人员全部分散在基层，许多工作要靠自己动手。本着生产和科研一起抓的原则，在大队的重视和各部门的配合下，我从以下几个方面先进行准备。把补充加工钻杆的任务交给了大队机械厂完成。重点抓好“两关”。一是严把钻杆进货加工前质量检查关。大队库存的￠54×6.5㎜的旧钻杆不多，从其它队购进了一批钻杆。质检人员逐根检查，尤其对管体外径磨损偏大的旧钻杆一律舍弃，从源头上杜绝了不合格管材。同时从西宁特钢厂定购了一批质量好、制作钻杆锁接手的￠70㎜圆钢料。二是严把钻杆加工工序质量关。机械厂亓加成等领导制定了一套较为严格的热处理和机加工工序：检查高温烧结炉和镦管机，提前备好新鲜石灰作为保温冷却介质；严谨“管高温烧结、镦管、保温冷却”关键环节，合理掌控高温烧结时间、镦管锻打时间、后期保温冷却时间；为了增加接头处强度，钻杆头内加厚镦粗部位长度不短于150㎜；为了减少或避免自然温度和热处理过程中产生的应力集中，防止出现裂纹，专门选择在常温平稳的8月底前，全部将钻杆调质处理完。转入机加工工序时，指定技术过硬的车工，负责加工钻杆螺纹和锁接手，用特制的螺纹规验扣检查，确保丝扣连接质量。加工好的钻杆定尺长度4.2～4.3m，用￠69㎜锁接手连接。![]()
按照西北局探矿处审核意见，和准噶尔地层岩性特点，设计了两种取心钻具。钻具结构特点：打破传统思路，设计的取心钻具不安装轴承，只装置一个特制的钢球（采用BW-200型泥浆泵压力钢球）就能实现外管转而内管不转的单动作用。外管为常规￠89㎜岩心管，内管则选择￠71×5㎜绳索取心钻杆代替，也可以更换用￠73㎜岩心管作内管。内管与外管中通水间隙大，不易蹩泵，不受泥浆稠稀限制，可灵活组配侧喷式合金取心钻头。机械厂加工了8套取心钻具。![]()
借鉴煤田取心器工作原理，创新设计带有局部喷反特点的半合管取心钻具。外管为常规￠89㎜岩心管，总成上部安装单向推力轴承和局部反循环机构；内管选用2根3米长的￠71×5㎜绳索取心钻杆从中间切开，考虑到破管时的切削误差和对缝质量，从2根切开的管中各选一根符合装配要求的半合管，拼装成一套完整的对缝圆管，夹紧上机床进行两头连接扣形加工；为了固定，设计了两个半扣装置，安装在合拢的半合管表面起锁紧作用，拆卸安装方便，省去了半合管表面缠胶带封固工序。不使用半合管时，可随时换成￠73㎜岩心管作内管。这种钻具加工精度高。机械厂用16根绳索取心钻杆破开拼装制作了8套多功能单动双管取心钻具。![]()
采用逆向思维调研泥浆泵。我和蒋兴利赴甘肃省煤田145队，考察煤田钻探使用的泥浆泵。在库房看到成堆的卧式三缸往复单作用NBB-250/6大型泥浆泵，据介绍钻探施工1000米左右的煤田孔就采用这种泵。其特点是变速箱和泵体厚实、耐用、质量大，含电动机泥浆泵全重1926㎏，而硬岩BW-250型泥浆泵仅500㎏左右。由于NBB-250/6泥浆泵配备功率大，冲洗钻孔排粉性能强，非常适合地浸砂岩型铀矿钻探中深和深孔，是一款较为理想的配套设备。向大队汇报了情况，经上会研究决定购买大功率泥浆泵。从石家庄煤矿机械厂一次订购8台，计24.4万元，当年年底交货。后经施工表明选对了，与常规硬岩泥浆泵相比，大大减少了停机修泵时间，钻探进尺效率能提高10～15%。NBB-250/6泥浆泵，后被《地浸砂岩型铀矿钻探规范》（EJ/T1140-2002）指定为专用泥浆泵。![]()
11月初，我赴江西麻山化工厂看货订购4吨新型泥浆材料后赶到北京，准备去原地矿部周口店探矿工程研究所，商谈合作加工金刚石复合片（PDC）取心钻头业务，同时向核地质局科技处汇报项目准备情况，顺便打探下后续经费。住在和平里地质局招待所，早上刚起床有人找我，原来是地勘局科技处的谭宪林处长，初次见面。谭处长说：“你们队为了立顶已投入大量工作，你一直在负责筹划，地质局正召开地质科技会议，想请你参加，汇报下科研项目准备情况，争取多申请些经费。”我说没问题。上午8点多进入地质局会议室，我汇报了准噶尔盆地北缘工作区，钻探施工中遇到的问题，以及我们的应对和努力，对科研项目的重视和具体准备，保证按时高质量完成任务，赢得了与会人员的信任和支持。会议结束后，谭处长带我见地质局科技处张秋莹副处长，研究项目经费问题。张秋莹说给10万，我说有些少，又给追加了5万元。事后拜访了探矿处关锡海、姜德英等同志。关处长说我这次没有白来项目经费给的比较高，回去后一定要组织好落实好，争取在质量效益方面有个大的突破。落实了项目经费，我给顾大队长通了电话，他听了十分高兴，说无论如何一定把项目干好。我抓紧在北京的时间去了趟探矿工程研究所，找到唐松然所长（刘月楼处长的同学），我拿出钻头设计草图，说明使用意图，希望设计出对地层适应性强的高质量新式PDC钻头。唐所长把所总工喊来，共同研究钻头结构和关键的切削负前角，选择当时国内最先进的金刚石复合片，很快绘制出PDC钻头一体化图纸。共委托加工3只￠105/71㎜异型金刚石复合片取心钻头（带卡簧取心），于年底将货发到武威。后经生产试验证明该钻头确实发挥了作用，且寿命高。1997年大队改变了管理模式，将勘察公司承包权收回大队，实行垂直管理。担任准噶尔盆地北缘工作区的勘察公司更名为8分队，队长国宝柱，支部书记蒲金虎，副队长牛京文；伊犁盆地原勘察公司管理的队伍更名为9分队，队长范国礼，支部书记银兴邦，副队长王心刚；新上的准噶尔盆地五彩湾工作区，由大队工程公司组织施工（其中还要承担210厂拖车钻生产试验任务），经理李永发，副经理杨东江，支部书记王学军。大队新投入的NBB-250/6泥浆泵全部给钻机配齐，每台钻机配置了移动炊事车，改善了生活条件。科研项目的生产试验材料、器材除了重点保证8分队项目研究外，也兼顾了其它两个工作区的钻探工作。1997年3月初接到西北局通知，我被借调到新成立的新疆铀矿地质生产指挥部工作。离开武威前把科研项目交待给8分队的领导和钻探技术员。科研项目实施计划包括优质冲洗液、新改进补充的￠54×6.5㎜非标准钻杆、两种取心质量钻具、金刚石复合片PDC取心钻头、快速取心工艺技术等。3月中旬出队开工后很快就转入了生产试验。采用当时国内较先进的GSP广谱泥浆处理剂、GLA防塌处理剂和Km腐植酸钾处理剂，与加碱的膨润土配成固相4～6%的优质泥浆，用于钻孔冲洗护壁；它能有效抑制地层造浆，提高泥浆的分散与稳定，控制预防钻孔软地层缩径或坍塌。工作区自从使用了优质泥浆，孔内砂粉少、清洁，测井畅通无阻，起到了护壁护心作用，为安全钻进创造了有利条件新补充改进按质量管理程序加工的￠54×6.5㎜钻杆，替代了部分原钻机现场偏磨严重的钻杆，投入后经施工检验，再没有发生钻杆镦粗部位断裂漏水烧钻事故。虽然是非标准系列，但钻杆柱回转受压稳定，直而不弯，连接的锁接手能起到支承防斜，减缓钻孔弯曲和保护管体作用。这种合理的配接方式，钻杆拧卸方便，有利于安全搬迁运输，后被使用￠60㎜钻杆沿续下来，在其它工作区得到大力推广。HD-91㎜钢球式单动双管取心钻具，在工作区适合钻进一般较为松散破碎的砂岩及含矿含水层，取心率一般能达到70～80%左右。HD-91㎜多功能取心钻具，适合在工作区钻进极为破碎地层和软硬交错互层，取心率能达到90%以上。![]()
4、金刚石复合片异型取心钻头生产试验获得较高进尺寿命项目工作区钻孔设计深度在400m左右，岩石可钻性多在4～6级中软地层及少部分大于可钻性的7级岩层（如钙质胶结层及夹层砾石）。试验制作的金刚石复合片PDC异型￠105㎜（外径）/71㎜（内径）取心钻头，具有高强度、高耐磨性和抗冲击的特性，因而具有高时效、高寿命、高性价比等优点。投入前一个钻孔要消耗大几十只合金钻头，投入异型新式复合片PDC钻头后有了很大改观。突出特点是钻头属于剪切破碎岩石方式工作能获得较高进尺，适宜低中压中速钻进，在3个试验钻孔采用纯钻探，累计总进尺1260m，平均钻头寿命315m（其中一只因操作不当过早崩刃进尺180.09m），最高钻头进尺375m；3个钻孔平均台月效率1271m，最高台月效率达1436m，获得较好的经济技术效果，初步实现了金刚石复合片PDC钻头高效长寿，大大接近了“一孔一只”目标。虽然投入的试验钻头少，但它起到了开路先锋作用，为后期铀矿钻探大面积推广应用提供了宝贵经验。![]()
研究项目中原本没有这项计划，恰逢西北局与乌兹别克斯坦国签署了合作协议，乌方派出一位钻探专家来华工作，按照西北局韩德仁总工的要求，局指挥部将乌方专家安排到准噶尔盆地北缘铀矿普查区。在乌方专家指导下，中方技术人员杨涛、牛京文（技术员出身的副队长）积极配合，跟着钻机参加试验，经反复实践成功研究出单管锥阀干钻快速钻进取心工艺技术。单管锥阀取心钻具特点：正常钻进回次终了前机上余留300～500㎜，关泵投入锥形阀体，落在￠89㎜钻进岩心管异径接头特制的接手内孔端部阀座上，靠阀体粗断面卡死阀座内孔端部形成隔离封水；再启动钻机回转加压，快速反复上下活动顶油门进行“干钻”采心，造成钻头内岩心变粗自卡即可提钻；钻头部位是靠每次上顶钻具离开孔底的瞬间，抽吸钻具外环空间的泥浆来润滑防止烧钻。![]()
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毛主席说过“人民群众有无限的创造力”。现场的技术人员和钻机工人为了完善快速锥阀取心技术，创造性地摸索了与之配套的操作工序。主要一是使用7m长的岩心管钻进，中途停机快速加杆延长了回次钻程，对提高进度非常有利；二是选用较薄壁材料加工制作合金钻头，严格控制合金钻头内出刃在1㎜以内，防止过大消耗磨损管内岩心，以获得较高采取率；三是采用不停机倒杆，将钢绳稍为吊紧，然后松开卡盘上顶标尺到位卡紧立轴钻杆继续钻进；四是当泥浆稠化浮力大时，可通过泵送泥浆加快锥形阀体沉降速度，使之尽快到位转入“干钻”。这些有效的技术操作方法，就形成了一套完整的快速锥阀钻进取心工艺技术体系。在项目研究工作区生产试验的快速锥阀钻进技术，获得比较好的效果，最大特点是对钻进多数地层选择面比较宽，平均取心率大于65%以上。这一研究成果在新上的准噶尔盆地五彩湾地区得到迅速推广。652大队上半年在吐鲁番十红滩地区第一轮施工结束后，在局指挥部的安排下派人前来学习取精，下半年第二轮施工中采用锥阀取心工艺加快了生产进度。通过以上五个方面内容的综合生产试验研究，准噶尔盆地北缘铀矿普查项目工作区，原被动的钻探生产局面得到扭转，科研项目确实起到了助推作用和辐射作用；台月效率由原来的800m，轻松突破1200 m，钻孔施工质量完全达到地质设计要求。圆满完成了当年研究计划。项目生产试验期间，我曾陪同孙（彦忠）指挥两次到工地检查工作，212大队8分队的领导全力支持，主管生产副队长牛京文和技术员杨涛，把主要精力放在课题试验上，严格执行科研计划，各钻机紧密配合，积极探索，不断丰富研究内容。![]()
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野外工作结束后，由分队技术员杨涛提供了生产试验初步总结，在此基础上我汇总编写了《新疆准噶尔盆地破碎地层提高钻进效率和工程质量技术研究》项目课题最终报告。1998年夏季核地质局科技处董处长带领专家组来212大队，对科研项目包括216大队科研项目一并进行评审验收。西北局科技处谭宪林处长、探矿处刘月楼处长和指挥部孙彦忠参加了会议。我代表课题组作了全面汇报。专家组评审一致认为212大队在艰苦环境条件下，克服困难顺利完成科研项目，达到了预期研究目的，取得比较好的经济技术效益。一次通过验收！并在当年8月5日的《中国核工业报》上专门做了报道。项目评奖。核地质局先组织内部评审，然后向国防科学技术工业委员会推荐，出乎预料的是1999年11月《新疆准噶尔盆地破碎地层提高钻进效率和工程质量技术研究》项目，被国防科工委评为国防科学技术二等奖。这是212建队以来荣获钻探科学技术研究的首次最高奖项。颁发的集体荣誉证书存入大队科档室，颁发给个人的荣誉证书，课题组成员每人一份。![]()
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自完成研究项目后，我队在新疆的各个工作区的钻探工作得到快速发展，充分显示了科学技术是第一生产力。获奖项目中使用效果好的泥浆材料GSP谱护壁剂、KM腐植酸钾处理剂、两种取心钻具、单管锥阀干钻取心技术，后来被《地浸砂岩型铀矿钻探规范》（EJ/T1140-2002）采纳列入本规范。获奖项目从起始到顺利完成，非常感谢西北局及相关处室的鼎力相助，感谢216大队地质技术分队的密切友好配合，感谢本队钻探分队全体职工的辛勤付出和机械厂的大力支持。![]()
穿越时空的文字带我走进核地质系统的精彩世界，希望能分享到更多相关的回忆录。只要是人可查事可考的纪实性文字，我都视若珍宝。
感恩文字。
