基于单齿侵入理论的牙轮钻头钻速方程

考虑井底水平地应力、钻井流体压力及地层孔隙压力,基于单齿侵入理论推导单齿侵入井底岩石的侵深公式,建立纯滚动锥形齿、楔形齿和滚动、剪切复合运动锥形齿等牙轮钻头的钻速方程.通过实验分析刃尖角、井底液柱压力对单齿侵入深度的影响,以及转速、轴向载荷对微钻头、牙轮钻头机械钻速的影响.结果表明:随着牙齿刃尖角的增大,锥形齿和楔形齿的侵深呈指数递减趋势;随着井底液柱压力的增大,牙齿侵入深度呈指数递减趋势,其中锥形齿降低速率大.在软到中硬地层中,牙齿侵入深度大,冲击侵入、回转剪切复合破岩方式的破岩效率高;在硬度地层中,牙齿侵入深度小,纯滚动冲击侵入破岩效率高.为分析实钻时牙轮钻头的机械钻速提供计算方法.     

油气钻井高效破岩技术科技创新团队

<正>油气钻井高效破岩技术创新团队依托于东北石油大学高效钻井破岩技术国家工程研究室和提高油气采收率教育部重点实验室,于2011年获批为黑龙江省高等学校科技创新团队。创新团队以发展石油钻井高效破岩技术为主要目标,研究深部地层各种新技术条件下的岩石破碎规律,揭示不同钻井条件下的破岩机理,形成油气钻井中的高效破岩的评价方法与实用技术,为油气钻井施工中的钻头设     

基于月壤物理力学特性的单齿破壤机理

单齿破壤机理的研究是太空取样钻头研发非常重要和迫切的任务,是实现中国三期探月工程的月表钻进取样要求的重
要研发基础。分析了反映月壤物理力学特性的主要参数及其之间的相关性及变化趋势,初步确定了2.5m深度内月壤物理力学
的参数范围;基于月壤物理力学特性和月表钻进的钻进工艺分析,得出表层钻进和浅层钻进时月壤的破坏形式不同于土的掘削失
效模型,主要是回转剪切破坏;提出了土的回转剪切力学模型,推导回转切削土阻力矩公式;得出阻力矩主要与钻头直径和切削刃
宽度、月壤的容重和钻进深度等相关,并对其相关性进行了分析说明。      

地表水与地下水相互作用的温度示踪与模拟研究进展

:刻画地表水与地下水的相互作用过程及精确计算二者的交换量始终是个挑战,而新兴的温度示踪方法对于这方面的研
究具有独特优势。重点介绍了地表水与地下水相互作用的温度示踪方法原理、应用及相关模拟的研究进展。温度示踪方法的数
据获取成本低且温度适宜密集与连续监测,可对地表水与地下水相互作用过程进行精细刻画;在进行地表水与地下水相互作用的
水-热耦合模拟时,温度数据可用于进一步校正模型,降低模型的不确定性,以提高交换量的计算精度。监测河水温度和河床沉
积物内的水温,运用温度示踪方法研究河水与地下水的相互作用过程,并将水流及热运移数值模型相耦合,利用多源数据进行模
型校正,可精细刻画地表水与地下水的交换量、相互作用带内的水流途径、流速及其变化趋势和控制因素,为地表水与地下水相互
作用研究提供新的模型与方法。      

柴西北小梁山地区混积岩测井岩性识别

柴达木盆地西北部的小梁山背斜构造,陆源碎屑和湖相碳酸盐混合沉积广泛发育,地层岩石类型多样,测井响应特征复
杂,岩性识别非常困难。结合岩石物理实验数据(铸体薄片、粒度分析、X射线衍射全岩分析、碳氯分析)和测井资料,对研究区混
积岩岩石组分的类型、粒度和质量分数进行了细致的分析研究,以岩石组分的相对质量分数和测井响应特征为依据,对岩性进行
了简化归类,建立了测井资料识别岩性标准,在此基础上利用ΔGR、Δlg(LLD)和M 参数绘制了混积岩岩性识别电性组合图,并建
立了岩性质量分数计算模型,形成了一套小梁山地区测井岩性综合识别方法,为小梁山地区的储层测井评价和综合地质研究奠定
了基础,对中浅层混积岩的测井解释研究具有借鉴与参考意义。      

聚合粗粒金刚石的应用

针对热压金刚石钻头在钻进中尚存在钻进时效不高、适应性不广的弱点,进行了聚合粗粒金刚石钻头的应用研究,从聚
合粗粒金刚石的聚合方法与工艺,到聚合粗粒金刚石破碎岩石的特点,进行了较深入的分析。研制的聚合粗粒金刚石钻头,在室
内进行了钻进试验,钻进Ⅸ级中-细粒致密花岗岩能获得2.59m/h的时效,和普通金刚石钻头相比钻进效率提高了24%,表明聚
合粗粒金刚石可以弥补普通金刚石钻头对岩层适应性较低的弱点,具有研究价值和应用前景。      

地下水流系统理论与研究方法的发展

地下水流系统理论的提出,推动了现代水文地质学的发展。以Tóth经典地下水流系统理论建立方法为基础,综述了基
于Tóth方法的地下水流系统的模拟成果,分析了Tóth方法得出的水流模式与控制因素的关系,以及地下水流系统理论从概念到
实际应用的发展。同时,对中国地质大学(武汉)提出的地下水流系统通量上边界模拟方法也进行了系统论述,在物理模拟实验与
数值模拟基础上,认为通量上边界分析方法是对Tóth方法的改进与完善,有利于对地下水流系统发育的物理机制理解;该方法能
够更全面认识地下水流系统模式及其转化,定量出各影响因素对地下水流模式的控制关系。最后指出地下水流系统理论是当代
水文地质学的核心概念框架,应该重视地下水流系统理论物理机制和数学模拟方法的研究,加强新技术方法的引入,拓宽其应用
领域的研究等。      

含水合物沉积物力学性质:方法、特性与定量关系

从原位测试、实验模拟和理论数值分析等角度归纳了现有含水合物沉积物力学性质研究方法,重点对自然界中含水合
物沉积物力学特性进行了总结,对比了海洋和冻土区含水合物沉积物力学性质的差异。除了诸如水合物形成和分解对沉积物力
学性质影响这类定性评价外,水合物数值模拟和工程应用还需要建立像水合物饱和度与沉积物力学参数间这类定量关联函数。
最后讨论了现有的含水合物沉积物力学性质定量研究结果,并提出了今后含水合物沉积物力学性质研究的几点建议。      

基于岩石可钻性分级的月壤可钻性初探

在分析“Apollo”和“Luna”月表实钻进取心对象的基础上,依据相关的概率分析结果,得出在月表钻进遇见岩石的几率
≤5%,月表钻进对象是月壤的可能性为95%;分析了月壤的物理力学特性,确定月壤的内摩擦角和内聚力是影响月壤可钻性的主
要特性参数,基于岩石可钻性模型建立了以内摩擦角和内聚力为主要参数的月壤可钻性的初步模型;对“Luna”与“Apollo”的月表
钻探取心在钻进方法、钻头材料、钻进深度和钻进速度等方面进行了分析比较,参考岩石可钻性分级指标,得到了月壤可钻性的初
步评价结果。      

正常曲流河道与深水弯曲水道的特征及异同点

深水弯曲水道是深水扇的重要组成部分,又是深水油气勘探、评价与开发过程中十分复杂且备受重视的储集体。近10
年来,随着高分辨率三维地震数据的应用、现代深海调查、古代露头以及实验流体数值模拟的研究,在深水水道沉积体认识方面不
断有新进展和新发现,陆续在西非、巴西和墨西哥湾等地发现了大型深水油气田。简述了正常曲流河道与深水弯曲水道两种沉积
环境在形成背景、岩性特征、成因机制、地震响应特征(外部形态与内部结构)、沉积充填演化以及流体流变学特征等方面的异同
点。