JZC-1型钻进参数仪表

一、总述JZC-1型钻进参数仪表（简称钻参仪），是北京地质仪器厂、北京局102地质队和武汉地质学院共同研制的，为配合地质勘探中深孔油压钻机应用的钻进参数仪表。JZC-1型钻参仪是数字显示自动化电子仪表，实行多参数综合测量。它可测量钻压、泵压和转数三项钻进参数。同时设有过泵压和过电流自动报警系统。配合涡轮测漏探头，亦可做测漏仪使用。     

绳索取心冲击回转钻进效果及其工艺探讨

突破坚硬致密“打滑”的石英细砂岩是福建省煤田绳索取心金刚石钻进的技术难题。本文介绍了S75C钻具在两个煤田进行绳索取心冲击回转钻进取得的显著效果。笔者利用计算机对钻压、转速在不同岩性地层中与钻速的关系，进行了多元回归和双元素力差分析，探讨了钻压、转速对钻进速度的影响，就泵量、泵压对钻进效率的影响进行了分析，提出了合理的钻进参数选择范围；对钻头造型提出了基本意见，本文还介绍了S75C绳冲钻具改进成与S75内管总成通用，实现不提钻进行绳冲与绳取回转钻进灵活互换的方法，钻具改进后具有更广泛的适用性。     

HDK—1型钻探技术参数测示仪

我所自1977年度开始研制电子式钻探技术参数综合测试仪表，经过几年努力，研制成HDK—1型六项钻探参数综合测示仪，于1983年12月通过部级技术鉴定，其科技成果已转让给哈尔滨无线电七厂，正式投产。一、主要技术性能指标与特点该型号钻参仪，设计主要配备于XU600型钻机及其他同类型液压钻机，可同时连续测示钻压、扭矩、钻速、泵压、泵量等六项基本钻进技术参数以及可作泵压超压、扭矩超扭、泵量减小等三项参数异常工作状态报警指示。其主要测示技术指标如下：     

应用钻进参数仪实现实时判层

利用钻进参数仪采集的各种岩石的钻速、钻压、转速三个参数的大量数据进行回归分析，计算各种岩石的视可钴性指数，把钻进中所计算指数与各岩石指数范围进行比较，即可实现实时判层。     

PDC钻头在寺河煤矿瓦斯预抽放钻井中的应用

在寺河矿区一期瓦斯地面预抽放钻井施工中，使用传统的镶齿三牙轮钻头钻进，钻进速度低，仅为2.0m／h，且井斜不易控制、钻头寿命短、成本较高。通过对寺河煤矿地层特征的分析，在二期工程施工中，9#煤以上地层优选六翼内凹式PDC钻头钻进，采取一定技术措施并合理调整钻压、转速及泵量等钻进参数，钻速可达7．0m/h，井斜也得到有效控制，降低了钻井成本。     

用钻进参数仪实时判层

利用钻进参数仪采集的各岩石的钻速、钻压、转速3个参数数据进行回归分析,计算各种岩石的视可钻性指数,并在钻进中实时判层。      

利用神经网络法预测风动潜孔锤钻速

风动潜孔锤钻进在钻效方面有着传统钻进方法无可比拟的优势。以往的钻速预测主要是针对回转钻进,而准确预测风动潜孔锤钻速则更具有现实意义,更有利于合理制定钻井计划。利用有多隐层的BP神经网络原理,综合考虑钻压、转速、风压、风量、钻井深度、钻头工作时间等各方面参数对钻速的影响,研究了贯通式潜孔锤冲击回转钻井钻速的预测方法,并对现场实际钻井作业进行了预测。预测结果与现场实际情况能很好地吻合。同时又以预测结果为基础,优选钻进参数以指导施工。     

叶县盐田探采结合井钻井工艺

针对叶县盐田的地质条件，上部无岩心钻进，采用大钻压、低转速、高泵压、大泵量喷射钻井的快速钻进技术；下部取心钻进，采用小钻压、高转速、低泵压、小泵量的取心钻进技术。采用防塌淡水泥浆与饱和盐水泥浆分别治理取得了较好的技术效果。     

金刚石钻进参数的选择

金刚石钻进规程参数包括钻压(钻头轴向压力)、转速(钻头回转速度)和泵量(冲洗液量)。金刚石钻进能否获得良好的钻进效果。在很大程度上取决于所选择的钻进规程参数是否合理。     

MDES2000型微钻实验装置的研制

MDES2000型微钻实验装置可模拟真实钻进情况,可开展岩石研磨性与可钻性试验、金刚石钻头性能参数及寿命试验、优化钻进规程参数试验等室内的各种微钻实验研究工作。该实验装置可通过手动或程序控制完成模拟钻进工作,能够实现钻进过程中各项钻进参数（钻压、钻速、扭矩、转速及进尺）的监测、采集、处理及存储功能,还可建立钻进参数报表文件数据库。该实验装置对岩心钻探研究工作具有很好的实际指导意义。     

水平定向钻进工程泵量与钻速匹配的计算模型

在非开挖水平定向钻进过程中,泵量与钻进速度是2个关键施工参数,泵量与钻速匹配与否将直接影响钻进成孔质量和施工进度,而国内外对这方面的研究较少,没有形成成熟的理论体系,现场施工大多靠经验来估算取值。运用数学解析方法,并考虑钻屑含量的影响,建立泵量与钻速相匹配的计算模型,再结合现场实测数据进行验证。实践表明该模型比较符合实际,对现场施工有一定的指导意义。     

煤系钻探岩石可钻性分级方法的研究

研究了煤系中采用硬质合金钻进工艺时岩石可钻性分级的指标体系及测试方法;研制了一套能在野外流动条件下进行岩石可钻性分级测试的轻便仪器及工具。在7项分级指标体系中,压入强度、研磨性、塑性系数和用微型针状硬质合金钻头测试“微钻钻速”是首次应用,尤以用小试样测试“压入强度”及用微型针状硬质合金钻头测试“微钻钻进速度”两项指标能有效地反映煤系软岩石分级档次,可以弥补用微型孕镶金刚石钻头在6级以下较软岩石中无法钻进或达不到钻进指标的不足。     

用钻进参数仪实时优化钻进参数

利用钻进参数仪实时地对采集到的数据进行关联分析,从而指导调整钻压、转速、泵量、使钻进速度达到最优值。推导出以关联分析的算法,及程序编写流程,并通过某孔的实际应用,介绍了用钻进参参数仪实时优化钻进参数的方法和效果。     

极地冰层回转钻进切削热量测试装置的研制

极地冰盖深部“暖冰”层钻进时,由于冰层的温度较高,接近甚至达到冰的压力熔点,回转钻进时产生的切削热量极易使冰屑融化,导致机械钻速慢、取心率低、卡钻事故频发。钻压、转速、切削具结构等参数均对切削热量有一定的影响,有必要设计一套实验装置对切削热量进行测试,从而为设计切削具结构、优化钻进参数组合提供理论依据。以XY-1型岩心钻机钻进系统为平台,利用无线信号传输原理设计了冰层回转钻进切削热量测试实验台。初步测试结果表明,该实验装置能够准确测量钻压、扭矩、切削温度等参数,可用来进行相关的实验研究。     

基于非开挖随钻检测系统与随机森林的地层岩性识别

通过自主研发设计的非开挖随钻检测系统,采集非开挖钻进参数,进行非开挖钻进实时地层岩性识别,为非开挖施工提供安全信息保证。针对非开挖工程工勘资料缺乏,掘进地层岩性难以判断的问题,提出了一种基于非开挖随钻检测系统实时采集数据,利用随机森林算法建立地层识别模型,通过模型去识别未知地层,并将识别结果可视化展示。通过非开挖随钻检测系统在工程现场的实际应用,获得了包括钻速、扭矩、转速、拉力、泵压、泵量等钻进敏感参数作为训练样本,利用随机森林算法对采集的钻进参数进行训练,构造决策树与随机森林,对钻进参数进行分类,建立了以典型非开挖地层岩性分类为目标的分类模型,分别确定了杂填土、黏土、粉细砂、砾石和淤泥的地层分类标签。进一步,基于机器学习的分类结果,利用PCA主成分分析将地层识别特征降维至三维,实现了地层岩性识别结果的三维展示。将预测模型应用于实际工程,以验证其有效性。结果表明,该方法能在非开挖实时钻进条件下快速识别钻进地层,识别正确率高达92%。该研究成果通过采集导向随钻参数,识别非开挖掘进段地层岩性,为非开挖扩孔阶段钻具选型、泥浆设计等提供了重要信息。     

泵压缓振器

小口径金刚石钻进水泵压力较大，需要通过水泵压力表随时观察孔内水量变化情况，以防止烧钻、糊钻及岩芯堵塞，保证正常钻进，提高钻探生产效率。目前我队使用的BW250/50型泥浆泵没有空气室，压力表直接接在安全伐上方，靠原有的减摆装置，压力表指针摆动很大，无法观察稳定的泵压，并且由于振动太大，压力表损坏也很多，这在泵压增大和孔深后尤为显著，因此不能满足小口径金刚石钻进的需要。为了解决这个问题，我们利用空气室原理，设计制作了一种小型的泵压缓振器，其结构如下图所示。     

冰层取心回转钻进模拟实验台的设计与测试

极地钻探实践表明,冰盖底部冰岩交界附近地质情况异常复杂,不但可能存在暖冰、基底融水,甚至还存在厚度不等的冰岩夹层,取心钻探异常困难,而优选钻头类型、确定合理的钻进参数是保证其安全、快速钻进的重要因素。本文设计了一套能够模拟冰层回转钻进的实验台,其技术参数为：钻压、转速分别可在0～10 kN、0～300 r/min范围内调节,最大扭矩约100 N·m。该实验台能够测量钻头切削具温度、钻孔深度及钻进速度等参数,为深入研究钻头类型及结构参数、钻进参数对扭矩、钻速和切削温度的影响规律提供了手段。采用PDC复合片钻头进行了冰钻实验,结果表明,实验台能够准确调节钻压和转速,可满足实验要求。     

孕镶金刚石钻头全尺寸钻进与模拟钻进之间的相似关系研究

用不同直径的钻头钻进同样岩石时,各参数间的相似关系是利用室内模拟钻进资料和历史钻进资料指导和分析钻探生产实际的基础和桥梁。本文根据相似理论以及金刚石钻进碎岩机理分析了孕镶金刚石钻头全尺寸钻进和模拟(微钻)钻进的相似关系．揭示和讨论了钻头唇面的压力分布规律,每转切入深度相等的条件下钻压相似关系、钻速相等的条件下规程参数相似关系以及钻头磨损相似关系。并且通过实际钻进试验多种岩石,验证了这些关系的正确性和准确性。     

SZT参数仪

SZT参数仪是可测定转速、泵压及钻压三个参数的钻探参数仪。1978年11月至1981年9月先后在陕西、河北两省的五个矿区、六个机台十三个钻孔中进行了野外生产试验，总进尺为2660.96米。除在正常钻进中进行试验外，还在扫水泥、磨孔及处理孔内事     

钻井参数定量分析方法

钻井参数定量分析方法地矿部探矿工艺研究所周策，汪光宅过去，我们在研究钻压、泵压、泵量、扭矩等参数的选择时，往往采用类比的方法进行定性分析，而给不出一种定量的研究方法，很多采用泵压、泵量、钻压等来报信的钻具，往往从表头只知其开始与工作时的表头值，而其参...