岩心钻探烧钻事故浅析及实践

烧钻事故在岩心钻探施工过程中是最频发的事故之一,分析总结烧钻事故发生的原因和发生的必要条件,烧钻事故发生前出现的异常征兆,烧钻事故的预防措施、处理原则和方法;总结了几起烧钻事故的处理经验及教训,提出了如何做好预防和处理烧钻事故的措施建议。     

山西腰站矿区ZK6004孔烧钻事故的处理

山西腰站矿区施工的ZK6004钻孔,设计孔深1450 m,地层复杂,而且全孔漏失,极易发生烧钻事故。就该孔连续发生的2次烧钻事故,进行了事故原因分析、处理方法的经验介绍。2次烧钻事故的处理过程中,根据实际不同情况,分别采用了掏眼法和冲砸法。这是深孔烧钻事故处理新方法、新尝试。同时总结了漏失深孔烧钻事故的预冲孔经验及预防措施。对于今后在复杂漏失地层深斜钻孔的施工有一定的借鉴价值。     

小口径金刚石深孔钻进烧钻事故的分析研究

小口径金刚石钻进的主要特点是转速高、钻速快等,操作稍不注意,就容易发生烧钻事故。详细分析了小口径金刚石钻进深孔烧钻的原因和预防措施及处理方法,列举了2个烧钻事故处理实例,分析发生烧钻的原因和处理过程,总结了经验和教训。     

深孔小口径金刚石钻进严重烧钻事故的预防与处理

深孔小口径金刚石钻进施工中,由于所配置的钻机钻进能力强,在深孔的中深及以浅孔段钻进时转速高、钻效高,常因钻头工作环境或某一钻进参数的改变,而发生金刚石钻头（岩心管）与岩石烧结为一体的严重烧钻事故。通过严重烧钻事故案例,分析出中深孔段金刚石钻进易发生严重烧钻事故的几种工作状况,并对预防严重烧钻事故及处理严重烧钻事故的关键问题进行探讨。     

陕西小秦岭金矿田深孔烧钻事故处理与分析

小秦岭金矿田地区地质构造较为复杂,破碎漏失地层厚度大,该矿区钻探施工多次出现不同程度的烧钻事故,严重影响了钻探效率和钻探成本。针对Q8ZK801钻孔烧钻事故,通过反卸钻杆和磨铣事故钻具的方法,并配合加工的简易绳索打捞器、磨铣导正器进行处理,取得了良好效果,成功解决了烧钻事故。本文就该次事故发生的原因及事故处理方法做了详细的分析与总结,并对烧钻事故的预防进行探讨,为该矿区钻探施工提供参考,并为此类事故的处理提供借鉴。     

孔内事故的预防与处理

钻探施工经常发生诸如埋钻、烧钻、卡钻、夹钻、掉钻等事故，而导致发生各种事故的原因却多种多样，因此根据事故的具体情况，应选择不同的处理方式。对于较常见的事故采用捞、提、扫、冲、顶等办法来解决，对一些复杂事故，可使用反、透、扩、钻、剥、偏等方式处理。钻井中的卡钻、埋钻、烧钻等事故应以预防为主。     

水力割刀在岩心钻探烧钻事故处理中的应用

宁强县中坝外围预查区岩心钻探ZK1102钻孔地层裂隙发育,钻孔漏失严重。由于送浆时间不足,冲洗液未到达孔底即开始钻进,导致钻孔发生严重烧钻事故。烧钻事故发生后,通过尝试传统起拔、旋转等方法均无效后,结合便携式全液压钻机装备特点和地层条件现状,在能够确保找矿成果和事故处理的安全性、经济性以及可靠性的前提下,进行科学分析研判,甄选出了最佳事故处理方案,即利用BTW钻杆连接水力割刀切割事故段钻具,而后下入NTW钻具连接磨铣钻头研磨剩余钻具钻头,高效、经济、稳妥地解决了烧钻事故。在水力割刀实际应用中,分析总结了在不同操作顺序和切割参数下切割失败的原因,为施工人员积累了丰富的经验,为烧钻事故顺利处理打下了坚实的技术基础。本文对利用水力割刀处理岩心钻探烧钻事故进行了积极探索,为其他地区使用水力割刀处理类似复杂钻孔事故提供了参考。     

对人造金刚石钻进中烧钻原因的分析和处理意见

在金刚石钻进过程中,工作稍有疏忽,就容易发生烧钻.据研究部门测定,金刚石钻头在孔底,每转一圈,温度就要升高1.5～2℃.如在钻进中停止送水一分钟(转速以每分钟一千转计),金刚石温度将升到1500～2000℃,那就早开始碳化了,当然会出现烧钻事故.烧钻后,轻则钻头不能继续使用,重则使钻头、钻具和岩石烧成一体.我公司近几年在人造金刚石钻进的孔内事故中,烧钻事故竟占70%左右.     

怎样确定人造金刚石孕镶钻头钻进压力和转速

近几年来,在使用人造金刚石孕镶钻头进行生产钻进以及试验过程中,有时发生孔内烧钻事故.此类事故一向被认为是由于对孔底冲洗、冷却不好造成的.后来,使用新加工的绳索取芯钻杆,丝扣接头基本不漏水,在水泵正常送水的情况下,仍发生烧钻事故.可见,烧钻事故的原因,并不单是孔底冲洗、冷却不好,而且还与钻压及转速有着密切的关系.实践证明,在正常钻进情况下,加大钻压的同时,相应降低转速,或加快钻速的同时,相应降低钻压,也就是说,使孔底钻头在良好冲洗、冷却条件下,保持着适当的钻压和转速,这样,既能延长钻头使用寿命,防止烧钻事故,又能得到较快而稳定的钻进速度.因而,合理确定钻压和转速,是一个值得深入研究     

采用偏心楔侧钻处理坚硬地层烧钻事故

介绍了一种取出式改进型偏心楔的侧钻方法、工艺措施及侧钻效果。与传统偏心楔侧钻法比较,具有偏孔速度快、可取出斜面岩心、无专程扩孔工序、不留事故隐患、不影响后续绳索取心钻进、偏心楔可重复使用等优点。解决了某矿区ZK901孔在坚硬岩中侧钻处理烧钻事故的关键技术难题。     

卵砾石地层钻探用大直径加强型金刚石钻头的研制

采用不同于常规金刚石钻头的设计理念,选用高强度金刚石及耐磨金刚石聚晶体,对普通金刚石钻头胎体配方进行了改进,对常规金刚石钻头的烧结工艺参数作了适当的调整,试制出大直径加强型金刚石钻头。该钻头在耐磨性、抗冲击韧性及保径等方面较常规金刚石钻头显现出较大优势。在不改变常规钻进参数的情况下,较好地解决了卵砾石、破碎地层钻头寿命短、钻进速度慢、钻头易过早损坏等问题,可供类似的地层钻探施工选用。     

论龙永煤田坑柄矿区钻孔结构设计

针对龙永煤田坑柄矿区钻进过程中普遍存在的＂硬、漏、塌、涌、斜＂等复杂现象,在多年的实践基础上,摸索出一套适合本区的钻孔设计结构和钻进方法：开孔用φ130mm合金钻头钻至完整岩层,下φ127mm孔口套管,然后用S95mm金刚石钻具将上部硬岩钻穿,至稳定岩层后下φ89mm套管,最后用φ76.5-77.5mm合金金刚石钻头钻至终孔。另外,把S75mm钻具的钻头外径由φ75mm增加到φ77＋0.50mm,一方面可保证经过改扣的φ89mm套管能够继续作为技术套管使用;另一方面也有利于排除岩屑、防止糊钻、缩径卡钻、冲蚀孔壁、降低泵压、减轻抽吸和压裂孔壁造成的钻孔漏水坍塌等故障,更好的起到护壁防塌效果。经统计,该钻孔结构设计将钻孔的平均时效提高到1.68m/h,提高了50%;平均钻效达到626.34m/钻月,提高了21%;单孔最高钻效达到782.27m/钻月。     

贯通式潜孔锤反循环钻头的结构优化

针对Φ89 mm反循环钻头取心短且带裙边的问题,对其碎岩过程进行有限元软件ANSYS数值模拟分析。根据分析结果提出合理设计方案,再对新钻头进行有限元数值分析,并与原设计进行对比分析,同时进行室内试验验证。结果表明,优化后的钻头取出的岩心较长、较完整且不带裙边,优化方案合理可行。     

金刚石定位排布钻头设计

对孕镶金刚石钻头中的金刚石定位排布方式和参数进行了分析,设计、制造出40/45目和50/60目金刚石定位排布钻头。在广西横县孟村矿区的钻进试验中,40/45目金刚石钻头的寿命是普通钻头的1.84倍;50/60目金刚石钻头的寿命是普通钻头的2.74倍,时效提高19.7%。     

烧变岩岩石学及稀土元素地球化学特征

烧变岩的研究有益于对煤层形成以来所经历的构造运动、古气候和古地理的探讨.为了获得有关烧变岩基本特征的数据资料, 本文利用扫描电镜、能谱测试、古地磁及ICP-MS等测试手段对陕北神木地区烧变岩进行了系统的岩石学及稀土元素地球化学的分析研究.剖面上将烧变岩分成烧熔岩和烧烤岩两个序列.扫描电镜观察及能谱测试显示, 各矿物均显示烧熔迹象, 除伊利石外未发现其他类型粘土矿物; 磁化率测试显示烧变岩具异常高的磁化率; 地球化学分析显示烧变岩稀土元素配分特征近于沉积岩(原岩) 特征; 纵向剖面上, 随烧变程度增大(由烧烤岩至烧熔岩) 其稀土元素总量逐渐减小, 烧熔岩稀土元素总含量较烧烤岩的要明显低; 另外, 烧熔岩表现为较明显的Ce负异常, 而烧烤岩则表现为无Ce异常, 有些甚至表现为偏正异常.      

某金矿水平绳索取心钻进钻头选型及试验分析

为探明矿产储量和矿带产状,进行了水平绳索取心钻进试验。由于试验场地地质条件复杂,钻头不能很好的适应地层,未取得理想钻进效果。通过对绳索取心钻头的选型试验,重点分析了水平钻进对钻头的影响。结合完孔后的钻孔轨迹,逆向分析了水平钻进与钻孔轨迹的关系。选出了适合该矿区的钻头,并提出了钻头的改进方法及防止钻孔弯曲的建议。     

中国北方烧变岩的分布、特征及研究意义*

中国北方烧变岩分布广泛,见于以昆仑山—秦岭—大别山为界的中国北方地区多个沉积盆地边缘,但地质学家对其研究较为薄弱。野外调查显示中国北方烧变岩主要以4种方式分布: (1)大面积连片分布,(2)沿山脉走向的线状分布,(3)沿河流下切河谷分布,(4)为第四系黄土覆盖。烧变岩主要为侏罗系、石炭—二叠系煤层自燃所致。各类型的烧变岩在中国烧变岩区不同程度发育,具瓷化结构、白化结构、烧熔结构、残余构造、气孔构造、微柱状节理、角砾状构造、垮塌构造、裂缝充填等结构和构造。其颜色以砖红色、赭红色、棕色、钢灰色最为典型,岩石中发育鳞石英、方石英、堇青石、铁堇青石、莫来石等典型高温矿物。中新世以来,中国西部、北部地区构造活动强烈,干旱气候加剧,烧变岩也主要形成于这一时期,但煤层自燃与构造运动、环境变化、古野火事件的耦合关系还鲜有提及,其所蕴含的各种地质信息值得在今后的研究中予以关注。     

Petrologic and REE Geochemical Characters of Burnt Rocks

The study of burnt rocks is beneficial to the discussion on the tectonic movement, paleoclimate and paleogeography that coal seams are subjected to after they were formed. In order to obtain the basic data on the features of the burnt rocks, a systematic study of petrology and REE geochemistry on burnt rocks in Shenmu, Northern Shaanxi Province has been done, using the methods of SEM, EDS, susceptibility measurements and ICP-MS. The burnt rocks are divided into two series in the section： the melted rocks and the baked rocks. SEM and EDS analyses reveal that all the minerals show burnt and melted traces, and there are no clay minerals except illite found in the burnt rocks. Susceptibility measurements reveal that the burnt rocks have abnormally high susceptibility values, whereas a geochemical analysis shows that the REE distribution pattern of burnt rocks is similar to that of sedimentary rocks （initial rocks）. In the longitudinal section, with increasing degree of burning （from baked rocks to melted rocks）, the ∑REE gradually decreases, and the total REE of melted rocks is obviously lower than that of baked rocks. Besides, the melted rocks show apparent negative Ce anomalies, while the baked rocks show no anomaly of Ce, and sometimes even show positive anomalies.     

青海东昆仑、祁曼塔格地区金刚石钻头的研究

针对青海省东昆仑、祁曼塔格地区的典型硬岩强研磨性地层情况,对孕镶金刚石钻头胎体材料、金刚石浓度、烧结工艺等方面进行分析研究,并对钻头进行了台架、野外试验。根据各项理论分析结合实验数据,确定了钻头的设计方案,研发出了适用于该地区硬岩强研磨地层钻进的孕镶金刚石钻头。