地热钻探技术(下)

在9(5/8)英寸套管下钻进，在绝大多数热水地区，与油田钻进非常相似。因为钻进的地层是沉积层，相对较软。钻井液不是单一的褐煤、搬土、水的泥浆，因为其温度只适用于200°F以下。更为完善的是绿坡缕土泥浆或海泡石泥浆，在高温环境下更稳定因而得以应用。     

冻土区天然气水合物钻井泥浆冷却系统设计及关键参数计算

泥浆冷却技术是天然气水合物钻探的关键技术之一,低温泥浆可以抑制天然气水合物在钻进和提钻过程中分解,有利于钻获水合物实物样品。新型天然气水合物钻井泥浆冷却系统主要包括载冷剂制冷器、翅片管式换热器、温度监测与记录和防冻装置4部分。制冷机组采用变频启动,减小了野外施工中配套发电机的功率,大幅度降低油料消耗;翅片管式换热器中泥浆与载冷剂对流换热,换热面积大,换热效率高;温度监测与记录装置对4个关键节点的温度进行监测和记录,同时防冻装置可防止泥浆在换热器中结冰堵塞,影响正常使用。运用传热学和流体力学理论对泥浆与载冷剂对流换热过程进行计算,在满足制冷要求的前提下,换热器换热面积是10.58 m2,管路压力损失为0.34 MPa。     

钻井泥浆冷却技术发展现状与新型泥浆冷却系统的研究

在中高温地热钻井、深部油气钻井、冻土带钻井及天然气水合物钻井中,钻井泥浆冷却技术是钻井工艺中的关键技术之一。适当的井内循环泥浆温度是钻井作业安全快速进行的保证,根据泥浆冷却冷源获得方式的不同,将钻井泥浆冷却技术分为高温泥浆冷却技术和低温泥浆冷却技术。分别论述了在中高温地热钻井和深部油气钻井中采用的高温泥浆冷却技术,以及在冻土带和天然气水合物钻井中采用的低温泥浆冷却技术,并针对我国在低温泥浆冷却技术领域的现状,介绍了一种新型钻井泥浆冷却系统。     

“HPAM—HPAN”泥浆的试验与应用

“HPAM—HPAN”泥浆是表示以部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)为选择性絮凝剂,以部分水解聚丙烯腈(HPAN)为提粘降失水剂的不分散低固相泥浆。这类新型泥浆是六十年代由国外发展起来的。我国自1973年开始在石油钻井中试用,并很快得到推广。在地质岩心钻探中使用这种新型泥浆,是随着小口径金刚石钻进的大力发展而迅速推广起来的。因为小口径金刚石钻进对泥浆性能提出了较高的要求,不但要求泥浆能防     

pH值对泥浆性能的影响

pH值即酸碱度,是以溶液中的氢离子浓度的负对数值表示其大小的.当泥浆中氢离子浓度为10~(-7)克离子/升时,pH值为7,泥浆呈中性;pH<7时,泥浆呈酸性;pH>7时,泥浆呈碱性.pH值越小,泥浆酸性越大,pH值越大,泥浆的碱性越强.通常制造泥浆的粘土主要由粘土矿物组成,粘土矿物中以蒙脱石族矿物最多,成分也很复杂.但它们的晶体构造基本相同,都是由二层硅氧(Si-O)四面体和夹在其间     

钻孔灌注桩海水泥浆材料的试验研究

在沿海进行钻孔灌注桩施工时,采用淡水拌制泥浆会受到海水的污染,影响泥浆的性能,况且淡水资源有限,导致成本较高,如能直接采用海水拌制泥浆,可大大降低工程的难度和成本。通过大量室内试验研究,对比分析得出生物黄原胶(XC)可作为海水制备泥浆的增黏剂材料,其制备的泥浆性能指标优于其他增黏剂的效果,且成本较低。     

温度对泥浆影响的现场试验

钻进过程中泥浆性能依温度、压力、固相成分会呈现复杂的变化。根据井内情况要调整比重、粘度、造壁性等性能，其中调整粘度最为复杂。利用高温高压粘度计来评价温度、压力的影响，已发表了许多论文，但均难以再现井内的实际条件。最好能在钻进现场评价这些影响。钻进过程中泥浆连续地从地表——井底——地表进行循环，温度和压力的影响一般较难测定。但在提下钻时，泥浆在井内长时间处于高温、高压环境下，这些影响却是测定的。基于这种想法，连续测定了提下钻前后从井内返出的泥浆性能以评价：     

大口径冲击钻进中活动取样器的应用

从五十年代起,水文地质工作者在第四纪松散地层中常应用大口径(一米左右)冲击钻机(CZ—30;CZ—22;CZ—20型)钻进。为了保证孔壁不坍塌,操作者经常采用稠泥浆(比重、粘度偏大),为了省事甚至直接往孔内倒入粘土,利用钻具在孔内活动自制泥浆,这就更加大了泥浆的稠度,甚至     

南阳板厂多金属矿区泥浆技术的合理化应用

南阳板厂多金属矿区地质情况复杂,上部地层裂隙发育而导致井漏普遍发生;中部地层绿帘石及绿泥石水敏性强,易发生垮塌、缩径。确定上部使用低固相植物胶泥浆体系,并通过试验明确了植物胶、腐植酸钾及聚丙烯酸钾的大致加量及其对泥浆性能的影响规律;中下部在植物胶泥浆的基础上转为钙处理泥浆以增强抑制性,适当增加植物胶(CL)和沥青粉(FT)的加量以增强泥浆的胶结能力与封堵能力。上述泥浆方案在板厂矿区ZK1724钻孔中获得了成功应用,为该矿区复杂地层钻进施工创造了有利条件。     

膨润土——高聚合物泥浆的粘度测量

粘度测量一般认为是泥浆性能最基本的测量.目前,野外现场主要是用1006型漏斗粘度计测量(与水相对比较)的方法,单位为秒.近年来,随着低固相泥浆在金刚石小口径钻进中的推广应用,旋转粘度计业已用于生产.其所测量的内容有以厘泊为单位的表观粘度和塑性粘度以及同时可计算出的流变性参数. 以膨润土加高分子聚合物配制的低固相泥浆,它的表观粘度具有多值的测量结果.因此,野外现场争议很大,本文对此进行初步探讨. 粘度测量实例与表现1.现场泥浆粘度测量(见表1)泥浆配     

软土地层地下连续墙成槽护壁泥浆研究

含砂性土等软土地层地下连续墙成槽施工,基槽侧壁易扰动坍塌,影响地下连续墙施工质量。降低泥浆失水量、适当提高泥浆粘度和防塌是护壁成槽的关键。结合宁波轨道交通车站基坑地下连续墙成槽施工,采用部分水解聚丙烯酰胺(PHP)、聚丙烯腈钙(CPAN)和硝基腐植酸钾(NKHm)作为添加剂,根据正交试验测定泥浆性能优化配比。研究表明：PHP失水量小,泥皮薄;CPAN和NKHm对降失水量效果明显,粘度适中。将试验结果应用于工程实践,护壁效果好。     

苏联煤田钻探使用冲洗液的现状

苏联煤田地质钻探用的冲洗液,以前多为煤碱剂泥浆和钙处理泥浆等,近几年在冲洗液的类型和性能上都有了较大的变化。目前在广泛应用的各种冲洗液中,最有成效的是无固相的硅酸钠(水玻璃)一胡敏酸(煤碱剂)冲洗液(BCTP)和氯化钾神洗液(XEP),它们具有良好的固壁性能。      

冲孔器之改进

在矿床地质勘探阶段,对施工结束的钻孔用水泥封孔前,进行孔内封孔地段的冲孔工作,是保证封孔质量的重要环节。尤其是采用浓泥浆做冲洗液的钻孔,在封孔前清除干净孔壁的泥浆(皮)和岩粉,是使水泥(柱)与孔壁能够牢实地团结在一起的重要     

土性对工程泥浆固化强度影响规律及微观机理

本文开展了一系列不同液限高分子吸水树脂固化工程泥浆无侧限抗压强度试验, 探讨了泥浆土液限对固化效率的影响规律, 对比研究了掺入高岭土对泥浆固化强度的改进程度, 最后基于XRD和SEM试验揭示了液限和高岭土对固化泥浆强度影响的微观机理。结果表明: 随着泥浆土液限的增大, 固化泥浆土强度逐渐降低, 固化效率随着泥浆土液限增大显著衰减, 当液限增加10%, 固化泥浆土强度qu平均减少48.2%。然而高岭土的掺入则显著提升了固化泥浆土的强度, 并且强度增长率随着龄期逐渐增大, 对于龄期为90天时, 增加40%高岭土能够提升固化泥浆土强度qu 1.17倍。微观结构试验表明泥浆土液限变化对水化产物产量的影响较小, 固化泥浆土强度随泥浆土液限减小主要是由于固化泥浆土孔隙随着泥浆土液限增大而增多, 使得微观结构松散从而导致强度降低。高岭土的掺入则显著提升了固化泥浆土的水化产物产量, 增强了固化泥浆土胶结强度, 从而提升了固化泥浆土强度。因此, 在实际工程中, 一方面可以通过调配泥浆土液限来提高固化效率; 另一方面可以通过掺入高岭土或者一些高岭土基废弃物(如高岭土尾矿)来提高固化强度, 实现“以废制废”绿色环保的理念。     

堵塞孔内漏水的点滴经验

煤田一分队勘探地区,孔内漏水很严重,经过多次采用不同堵漏方法——采用锯木、棉丝(破烂棉被)、洋灰、泥浆混合液、堵塞漏水,得到良好效果。操作方法:(1)泥浆混合此例:1立方米泥浆内加100～150市斤锯木,2～3市斤棉丝,100～150市斤洋灰。总之,应根据漏隙的实际情况适当的配合,但混合液要能够流动。(2)将上述混合液灌满孔内,然后用螺丝头上在套管上,开动水泵进行下压(压力表指针应在15～20     

DNX-1型野外泥浆测试箱简介

地质部探矿工艺研究所和西安探矿机械厂共同研制的DNX-1型野外泥浆测试箱于1980年10月通过技术鉴定.鉴定认为:产品质量符合设计要求,可以推广使用.该仪器已于1981年投入生产. DNX-1型野外泥浆测试箱(图1)主要用于地质勘探队钻井现场测试泥浆的基本性能.该     

无水砂层中矩形顶管施工用触变泥浆配比优化及减阻性能试验

顶管施工中,触变泥浆起到润滑减阻和支撑地层的作用,是保证顶管施工安全快速进行的重要材料,其减阻性能的优劣是影响顶管施工的重要因素。本文以北京城市副中心通州区潞城镇综合管廊工程为依托,以膨润土、羧甲基纤维素钠(CMC)和纯碱为触变泥浆原材料,进行不同材料配比的正交试验,优选出了触变泥浆的最优配比;开展缩尺的模型试验,探究了触变泥浆的减阻效果。此外,通过扫描电镜显微观察,研究了触变泥浆的微观结构和减阻机理。研究表明:触变泥浆原材料含量对泥浆的性能有很大的影响,10%膨润土、0.2% CMC、0.5%纯碱和89.3%水是泥浆原材料的最优配比,该配比下的泥浆流动性和触变性较好,失水量较小,形成的“滤饼”较为致密,综合性能最优,且该配比下的触变泥浆可以使试块和砂土之间的摩阻系数降低40%,减阻效果显著;触变泥浆呈薄片层状结构,其主要矿物成分蒙脱石具备晶格取代、阳离子交换等微观特性,使得触变泥浆宏观上表现出触变性进而发挥减阻作用,最终以泥浆套的形式充分隔离管道和周围的土体,从而实现减阻功能。     

聚丙烯酰胺在小口径钻孔护壁堵漏浆液中的应用

为适应小口径钻孔护壁堵漏工作的需要,我们试验了聚丙烯酰胺(PAM)与其它添加剂配制的PAM低固相泥浆、PAM无固相冲洗液、PAM速效堵漏浆液和PAM水泥浆,在室内和生产试验中取得了一定的结果,初步显示出其应用前景.PAM低固相泥浆实践证明,用水解聚丙烯酰胺(HPAM)     

WFSD-4孔深部流体分析和多组分地球化学特征

采用场内钻探流体实时分析和场外钻探泥浆分析的方法,获得汶川地震断裂带科学钻探工程4号钻孔(WFSD-4)中深部井段流体多组分分析结果。研究钻孔深部井段的流体剖面地球化学特征,认为来自地下深部流体在钻探过程中会保存在钻探循环泥浆中,随钻流体实时分析可记录明显的组分变化信号。钻孔岩心的岩性变化易引起钻探泥浆气体的变化,特别是钻探泥浆气体中的多组分变化,在钻孔岩性裂隙较为丰富的井段,是钻探泥浆气体组分变化强度较大区间。通过比较钻探泥浆的多组分和岩心岩性的弱相关性,可以推测钻探流体与余震相关性较强的区域和周期,更可能获得钻探流体与余震的相关程度。     

北京型钻机转盘的密封

北京型转盘钻机,经几年的使用,我们认为性能很好,但也感到这种钻机的转盘密封不严,工作时泥浆容易流进转盘体内,使机油变质、轴承磨损严重.几年来,我队机修车间经反复试验,找到了一种较理想的密封方法,如图所示.主要是将转盘大盖(7)作了改制,即把易进泥浆的进口处加工成60°的斜坡(6),在斜坡(6)的上部又加工成15°的挡檐(2),紧接挡檐(2)的顶部则加工成封闭圆环(3)将背帽盖住.罩盖(4)原为套装,易进泥浆;