钻井利器故事之“保真取样钻具”

天然气水合物作为一种高效清洁能源,广泛分布于海洋和冻土带中。经过近几年的勘探,在我国南海发现了储量非常丰富的天然气水合物资源,并成功进行了试开采,取得了可喜的成绩,也使我国在该领域处于国际领先地位。随着水合物勘探开发程度的进一步加快,作为水合物调查钻探取样的重要利器——保真取样钻具的保真效果已经被越来越多的研究者所关注。本文从科普的角度介绍了天然气水合物保真取样的必要性、国外发展历程及国内近年来的研究成果,以此达到相互交流、相互促进的目的,最终推动保真取样技术的国产化应用。     

陆地天然气水合物孔底冷冻取样方法

如何获得品质优良的原状样品成为探明陆地天然气水合物赋存条件与储量的关键技术之一。在分析天然气水合物热物理性质和温压特性的基础上,采用主动式降温的方法,通过外部冷源在孔底降低水合物岩心温度,降低水合物的临界分解压力,抑制水合物分解,获得水合物保真样品：据此提出了天然气水合物孔底冷冻取样方法。设计的取样器总体结构由单动机构、控制机构和制冷机构组成,其工作原理主要为孔底冷冻岩心和地表取心,同时分析计算了取样器冷冻岩心所需的能量。通过钻探取样试验钻获冷冻岩心,证明天然气水合物孔底冷冻取样方法能够实现孔底冷冻岩样。该方法可以应用于天然气水合物保真取样。     

天然气水合物保真取样钻具的试验研究

由于天然气水合物生存环境及特性特殊,所以了解其物化特性最有效的方法是通过钻探取样。天然气水合物钻探取样的关键是要有满足要求的钻探设备、钻探工具、钻探工艺及特殊的冲洗液。介绍了天然气水合物取样钻具的结构、原理、特点、钻进工艺及试验结果。根据海洋钻井的特点,提出了中国实施天然气水合物钻探经济实用的施工方案。     

国外天然气水合物勘探现状及我国水合物勘探进展

概述了国外天然气水合物调查研究的进展情况,介绍了我国在天然气水合物调查研究的历史、工作过程及目前取得的进展。详细地介绍了我国陆地永久冻土天然气水合物钻探取样器具、工艺方法、应用现状及钻探取样施工取得的成果,提出了我国未来陆地冻土天然气水合物勘探开发工作任务和建议。     

天然气水合物非干扰绳索式保温保压取样钻具的研究

由于天然气水合物存在环境和性质的特殊性,使保温保压取样技术成为获得原位天然气水合物最有效的方法之一。保温保压取样钻具是获得天然气水合物真正物化特性的主要器具。通过多年对天然气水合物保温保压取样钻具的试验研究,设计了专门用于取海底沉积物和未成岩地层中水合物的非干扰绳索式保温保压取样钻具。介绍了钻具的结构、特点,及其配套的保温保压系统关键机构的功能、特点。对取心工艺和进行的海上功能性试验进行了详细说明,试验结果达到了设计要求。     

天然气水合物孔底冷冻取样技术

本研究提出的天然气水合物孔底冷冻取样方法是通过外部冷源采用主动式降温的方法在孔底冷冻天然气水合物岩心,从而抑制水合物分解来获得水合物岩心的方法。首先,分析了孔底冷冻取样方法的可行性。然后,借助室内冷冻模拟试验确定了干冰法冷冻方式。最后,研制了FCS型天然气水合物孔底冷冻取样器,通过钻进实验取得冷冻岩心。本研究提出天然气水合物孔底冷冻取样思想,为天然气水合物取样器的设计提供了新的思路。     

中国陆地永久冻土带天然气水合物钻探技术研究与应用

大量的研究及钻探取样证明,不仅海洋深处存在着天然气水合物,陆地永久冻土带也存在天然气水合物。论述了全球陆地永久冻土带天然气水合物研究现状,介绍了陆地永久冻土带天然气水合物取心钻具的结构设计及试制过程和在海拔4200m青海祁连山地区进行永久冻土带天然气水合物钻探技术研究过程取得的成果。     

天然气水合物孔底冷冻取样方法的室内试验研究

本研究提出的天然气水合物孔底冷冻取样方法是利用外部冷源在孔底降低水合物岩心温度,采用主动式降温的方法降低水合物的临界分解压力,达到被动式降压来抑制水合物分解,获得水合物岩心的方法。首先,通过分析天然气水合物温压特性得出了孔底冷冻取样方法的可行性;然后,借助室内冷冻模拟试验确定了干冰为冷冻剂,酒精作为助冷催化剂和载冷剂的冷冻方式;最后,依据冷冻模拟试验得出的干冰法冷冻方式研制了FCS型天然气水合物孔底冷冻取样器样机,并进行了土层钻进冷冻取样试验,取得冷冻黄土岩心。本研究提出天然气水合物孔底冷冻取样思想,为天然气水合物取样器的设计提供了新的思路。     

q祁连山永久冻土带天然气水合物钻探工艺与应用

大量的研究和钻探取样证明,不仅海洋深处存在着天然气水合物,陆地永久冻土带也存在天然气水合物。从目前的地质探测技术发展现状看,确定冻土层水合物的储藏深度、含量等物理化学特性还必须靠取样钻探技术。论述了全球陆地永久冻土带天然气水合物的钻探现状,介绍了陆地永久冻土带天然气水合物取心钻具的结构设计、试制过程和在海拔4200m的青海祁连山地区进行永久冻土带天然气水合物钻探技术研究过程中取得的成果。     

祁连山永久冻土带天然气水合物钻探工艺与应用

大量的研究和钻探取样证明,不仅海洋深处存在着天然气水合物,陆地永久冻土带也存在天然气水合物。从目前的地质探测技术发展现状看,确定冻土层水合物的储藏深度、含量等物理化学特性还必须靠取样钻探技术。论述了全球陆地永久冻土带天然气水合物的钻探现状,介绍了陆地永久冻土带天然气水合物取心钻具的结构设计、试制过程和在海拔4200m的青海祁连山地区进行永久冻土带天然气水合物钻探技术研究过程中取得的成果。     

中心取样空心螺旋钻进法

中心取样空心螺旋钻进法是新发展起来的钻进工艺,阐述了螺旋钻进法的应用与发展.并论述了各种中心取样空心螺旋钻进法的钻具结构与施工方法.包括内钻杆柱式中心取样钻具、绳索升降式中心取样钻具.摩斯取样系统以及詹姆科绳索回收取样装置.     

雾化进样石墨炉原子吸收光谱法的研究 Ⅰ.直接雾化进样装置及其性能

介绍一种自行设计和加工的直接雾化石墨炉进样装置的结构、工作原理和操作方法。该装置由微机控制与石墨炉加热程序同步工作,可以实现自动控制和自动测量。对雾化进样石墨炉分析的仪器参数和实验条件进行了研究和选择。结果表明,该装置与石墨炉结合具有自动化程度高、重现性好、样品利用率高和分析速度快等特点。     

Direct-push multilevel sampling system for unconsolidated aquifers

An economical multilevel groundwater monitoring system has been developed that can be rapidly installed with a direct-push machine, yet is suitable for sampling across large permeability contrasts. This sealed multiport sampling (SMPS) system consists of up to five lengths of PVC tubing (12 mm OD), each with a screen at a specific depth created by drilling 2.5-mm holes. Above and below each screen, round elastomer pieces, with peripheral holes (to clip in the sampling tubes) and a central hole (to hold a discontinuous piece of central tubing at the height of the screen), are emplaced. Cement-bentonite grout is injected via a tremie tube inserted through the discontinuous centre tube into each interval between the sampling screens. The elastomer pieces and central tube prevent grout from reaching the screened interval. A textile wrapped around the system holds the arrangement in place and at the same time serves to filter the groundwater at the level of the sampling screens. The SMPS system was tested at a tetrachloroethene (PCE) contaminated site. The seals effectively separated the sampling intervals even in heterogeneous formations. Furthermore, concentration profiles agreed well with a reference system. The system should be suitable for a wide range of hydrogeological conditions.     

三维地震模型实验系统的研究

三维地震模型实验系统主要包括三维坐标自动控制、高速数据采集、超声脉冲或可变频正弦信号发射等装置。着重研究了三维坐标自动控制和高速数据采集。使用变频与等效采样技术,解决了坐标系统的运行精度及超高速数据采集的问题,其中等效采样技术也适合于雷达、声纳信号的采集。     

钻井岩心定向或岩石露头定向样品的古地磁数据处理程序

本程序适用的范围很广,包括钻井岩心采样,岩石露头采样.坐标系则包括样品坐标,层面坐标与地理坐标.处理内容则包括逐步退磁结果数据表;退磁曲线;正交矢量图,赤平极射投影及其放大图.     

多尺度生态资产遥感综合测量的技术体系

着重论述了如何建立多尺度生态资产遥感综合测量的技术体系，具体包括以下主要内容：①如何建立一整套生态资产遥感监测、野外抽样调查以及监测结果质量控制的技术标准与规范；②并在此基础上，设计出生态资产遥感测量的技术规程、主要研究内容以及野外抽样调查与检验方案；③通过建立生态资产遥感测量和野外抽样测量与检验的集成系统，实现系统的业务化运行。     

冬季呼伦湖环境科学钻探冰上湖泊钻探平台及取样技术

针对内蒙古呼伦湖的气候特点,为保证工作安全,实施冬季冰上湖泊环境科学钻探,设计研制了冰上湖泊钻探平台系统,满足了工程施工要求。考虑到呼伦湖沉积地层特点,研制了新型活塞式取样钻具和压卡式取样钻具,实践证明,取样效果良好,取心率达到了100%。     

上宫构造蚀变岩型金矿床地质特征及化探找金经验

上宫金矿位于河南省西部熊耳山北麓,在该区1 020 km²范围内进行了1:5万的地球化学水系沉积物测量,按水系划分取样单元,取样本着"小沟多取,支流放稀,大河不管"的原则进行。本次水系沉积物测量的特点是:取样少,控制面积大,速度快,省钱、省人、省物,找矿效果好、经济效益好。本区水系沉积物测量中所发现的金异常,后经异常检查、地质普查评价及钻探验证,确定为一大型构造蚀变岩型金矿床。     

兰州—白银多目标地球化学调查野外工作方法浅析

多目标区域地球化学调查从调查区表层、深层采样土壤元素分布特征入手建立土壤元素地球化学分配机制,以景观、地貌及地质特征为基础,选择合理的采样位置,正确的采样方法、采样层位,应用掌上机（Pocket PC）及数字填图系统（Rgmap）采集野外样品,本文以兰州—白银黄土覆盖区景观区为例,对表层、深层采样方法和技术要求进行探讨,对全省开展多目标地球化学调查,特别是野外工作方法提供借鉴。