关于金刚石钻进工艺优化几个问题的研究

孕镶金刚石钻头钻进时,孔底所剩岩屑数量直接影响钻进是否处于正常状态,正确设计岩屑规程可以保证钻头正常钻进。计算和实验证明,冲洗液流在钻进过程确实产生空化气蚀现象,对钻头磨损有严重影响。设计各个通道过水面积相等的钻头,可以基本解决这个问题。应该保证供给的冲洗液量与机械钻速之比保持在合理的范围内。     

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。     

小口径金刚石钻进烧钻事故的原因及预防

小口径金刚石钻进转速高,钻头与孔壁间隙小,当孔底冲洗中断或冲洗液冷却不足时,即使时间短促,也会发生烧钻事故。较轻时钻头变成蓝色,严重的胎体溶化和岩石烧结在一块,金刚石全部或大部被烧毁变成石墨。在无冲洗液冷却时,高钻速钻进的钻头每转一     

金刚石钻进减阻剂——松脂皂

松脂皂系阴离子钠皂型表面活性剂。是由松香、氢氧化钠、水、OP—10经加热皂化制成的软皂。其主要技术性能：表面张力44.05达因/厘米；摩擦系数0.147；pH值8.1。松脂皂具有成本低、料源广、配制简便、润滑、稳定性较好的优点。实践证明，用此种软皂做冲洗液，具明显减摩、减阻、减震、提高钻进效率、减少钻头磨损等作用。它主要运用于非碳酸岩类地层。若在硬水及碳酸岩类地层中使用时，需加入3—5％的OP—10或改用复合型松脂皂，以防破乳。     

岩心钻探金刚石钻进时所需冲洗液量的探讨

在金刚石岩心钻探中对于冲洗液量的确定，大都是以冲洗液上返流速为基本参数，用该数与环状截面积相乘求得单位时间所需冲洗液量值，作为钻进规程参数之一。而冲洗液的上返流速是由岩粉沉降速度乘上一个常数来确定的。如有的资料推荐冲洗液上返流速为岩粉颗粒自由沉降速度的1.1～1.3倍，用数学式可表示为：V_s=（1.1～1.3）V_0式中：V_s为冲洗液上返流速；V_0为岩粉颗粒在冲洗液中的自由沉降速度。而V_0值又由李丁格公式计算求得，但由于公式中的有关系数确定范围不够准确，该公式算得的数值与实际测定的数值相差较大，从     

松香酸钠在金刚石钻进中的应用

金刚石小口径钻进的特点是环状间隙小、回转速度高、机械钻速快。因此,钻具与孔壁之间的摩擦阻力大,钻头与岩石之间的摩擦热能高。这就对金刚石小口径钻进的冲洗液提出了不但要有良好的排粉能力,而且特别要具有良好的润滑和冷却作用的要求。清水和低固相泥浆洗孔,固然有其各自的优点,但是都不能完全满足金刚石钻进对冲洗液润滑和冷却性能的特殊要求。因此,研究提高水基冲洗液的润滑性能和对金刚石的冷却性能是改善金刚石钻进效果的关健问题。     

金刚石钻进润滑剂的配制与应用

高转速是提高金刚石钻进效率的重要措施之一。但却为孔内摩擦阻力所限制。减磨方法有：在钻具上涂复润滑脂，在冲洗液中混入可分散的或可溶性的油类或其他润滑剂等。在漏水或大量涌水地层钻进中，广泛采用涂复法。它明显地降低了钻具与井壁的摩擦阻力。因而钻具的纵向震动、提升或迴转的动力消耗都得到减少，钻具和金刚石钻头的寿命得到提高，利于提高转数和提高钻进效率。但由于油泥易堵孔内环状间隙，污染钻具，防碍起下钻操作，涂复操作也较麻烦，因此在普通不漏不涌水的钻孔中，仍应用混溶法。     

金刚石冲击回转钻进

目前国外改善金刚石回转钻进工艺主要靠提高转数、改进钻头结构,采用绳索取心技术等措施.金刚石钻进由于钻压不大,提高转数后,岩石仍以表面磨削或疲劳破碎方式被破坏,每转进尺近似保持常值.若再增大钻压会带来冲洗条件变劣、金刚石温度增     

关于提高金刚石钻进效果的试验研究

为了提高金刚石钻进的效果，根据试验研究结果建议从金刚石镀膜，胎体添加稀土元素2个方面来提高金刚石钻头的工作能力，采用以每转进尺为基础的恒钻速钻进方法，利用泡沫作为冲洗介质的钻进工艺。     

细粒金刚石钻头反循环冲洗钻进用工具

近年来,在国外广泛地应用细粒金刚石钻头反循环钻进钻孔。比如,在南非州的维斯特矿山用这种方法钻进约30000米。并且一个细粒金刚石钻头的进尺增大37.25％,金刚石磨损降低了37.5％,金刚石消耗总价值比正循环冲洗钻进指标减少35％。在维斯特矿山钻进用的设备和工具如同正循环冲洗钻进时一样。     

脉冲空化射流钻井技术研究与应用

通过空化射流发生器的结构对提高机械钻速的机理分析,同时结合现场应用,介绍了空化射流在国内外石油行业的市场前景,提出了目前解决钻井机械钻速慢的一种比较简单可行的钻井方法。     

葛洲坝一号船闸输水阀门空化特性原型监测

利用原型监测成果分析和介绍了葛洲坝一号船闸反孤形输水阀门空化特性.通过对噪声信号分析,阐述了几种运行方式下阀门底缘空化及顶缝空化特性,首次揭示阀门开启之初底缘和底板之间也可能出现缝隙空化.介绍了空化对门后水流压力和对阀门启门力脉动的影响,分析了空化低频噪声和阀门振动的相互关系.     

空化水射流热效应影响煤体渗透率试验研究

对空化水射流空泡溃灭瞬间和空化噪声声场作用产生的热效应进行了分析,得到了热效应作用下的煤体渗透率表达式,并开展了不同空化条件(泵压、空化腔围压)下的煤体温度和瓦斯渗流试验。结果表明:空化腔围压一定时,温度随泵压的增大而升高;而泵压一定时,温度随空化腔围压的增大而减小。当热应力大于平均有效应力时,煤体热膨胀出现微变形,产生的张应力使裂隙变宽、数量增多;热效应使得游离瓦斯内能增加,分子自由程大大缩短,同时吸附瓦斯解吸使得煤基质发生收缩效应,导致微孔隙及微裂隙结构产生膨胀变形,从而影响煤体渗透率。试验得到渗透率随温度升高呈指数规律增大,与理论得到的渗透率表达式描述的规律相符。     

利用探地雷达探测地下空洞

简要介绍了探地雷达工作原理及其探测地下空洞的方法技术，以广州某地基勘察中地下空洞的检测为例，分析了地下空洞的雷达波组特征，总结了探地雷达时深剖面图的异常特征。指出该方法具有速度快、探测精度高、可获得连续结果等特点。经开挖验证，探地雷达异常特征与地下空洞实际位置相吻合。     

微淹没圆形射流空化特性减压试验

空化空蚀和掺气减蚀机理的研究是高速射流研究的重要方面。在微淹没条件下,保证闸室面积与射流出口面积比不变,对设置门槽的有压矩形闸室后接圆管射流的突扩突跌消力池空化特性进行减压试验,其中跌坎高度S（5.5 m和4.0 m）和圆管长度L₂（L₂/d=2、1和0,d为圆管直径）。跌坎高度S从5.5 m降低至4.0 m,门槽及圆管射流出口处消力池边墙发生空化的可能性变化仅10%。圆管长度L₂/d=2和0时门槽发生空化的可能性比L₂/d=1时高出40%~60%;而L₂/d=0时圆管射流出口处边墙的空化可能性比L₂/d=1时可高出260%,L₂继续增加对空化特性的不利影响有限。增加跌坎高度S有利于水流掺气,为达到良好的掺气减蚀效果,不宜过低。因此,跌坎高度S对门槽及圆管射流出口处消力池边墙空化特性影响较小,而圆管长度L₂对其空化特性影响较大。     

空化射流在岩石破碎中的作用实验研究

在研究空泡云形成过程的基础上,总结了空泡云长度随泵压、围压的变化规律,指出空泡云长度随泵压增加而增加,随围压的增加,存在一最优的围压值,此时空泡云长度最大。论证了缩放型喷嘴与收缩型喷嘴在岩石破碎中的冲蚀性能差异,指出在相同泵压下缩放型喷嘴产生的空化射流对岩石质量冲蚀能力平均是收缩型喷嘴的7倍,同时指出随着围压的增大,缩放型喷嘴对岩石的冲蚀深度、切缝直径、冲蚀质量相应减少,对岩石冲蚀性能产生不利影响。     

Experimental procedures and cavitation mechanisms in tensiometer measurements

In recent years tensiometers for direct measurement of matric suction have been developed at Imperial College and later on at the University of Saskatchewan. The major drawback of these instruments is water cavitation which may occur before pressure equalisation. A better understanding of the mechanisms that control cavitation inside the tensiometer may therefore help optimise their design and define adequate experimental procedures. This paper presents some of the experiences gained over the past four years using three tensiometers manufactured by Imperial College. Some of the anomalous responses recorded by tensiometers are first discussed. These were probably due to inadequate saturation of the porous ceramic rather than malfunctioning of the instruments. The results from a series of tests conducted with two or three tensiometers positioned on the same sample are then presented. These were helpful in defining suitable experimental procedures. Finally, the history of tension breakdown of each tensiometer is examined to identify some of the factors that affect the maximum sustainable tension as well as measurement duration. On the basis of data recorded before and after cavitation, a possible mechanism of cavitation in a tensiometer is described.     

应用水力空化射流技术提高灰岩地层钻速

水力空化射流技术具有安全、可靠、效果好等特点,在石油钻井中得到了推广应用。针对伊朗Y油田中下部中硬灰岩地层可钻性差、机械钻速低的情况,试验应用了水力空化射流工具。研究了试验油田的地层强度及可钻性参数,优选了水力脉冲空化射流装置和下部钻具组合,优化了机械及水力参数。现场实钻资料表明,水力空化射流工具提高钻速明显,对中硬地层的灰岩具有良好的钻进效果。     

渐缩渐扩洞塞消能和空化特性

建立了三维RNG k-ε紊流数学模型和突缩突扩洞塞泄流的物理模型试验,利用实验结果对数学模型进行了验证,利用验证后的数学模型对突缩突扩洞塞和渐缩渐扩洞塞的水头损失系数和空化数进行了计算。结果表明,洞塞渐缩(或渐扩)段相对长度一定时,随着渐扩(或渐缩)段相对长度的增加,水头损失系数减小,最小空化数增加。当渐缩段和渐扩段几何尺寸互换时,水头损失系数和最小空化数的变化不大;其他几何参数一定的情况下,随着横断面半径收缩比的减小,水头损失系数增加,最小空化数降低。圆弧连接情况下,随着圆弧夹角的增加,水头损失系数呈现先降低后增加的趋势;而最小空化数呈现先增加后降低的趋势。其他几何参数一定的情况下,圆弧连接的水头损失系数小于斜线连接的对应值,最小空化数则相反。在水头损失系数和最小空化数权重相等的假定条件下,初步探讨了渐缩渐扩洞塞几何体型参数的优化方法,给出了渐缩渐扩洞塞的最优几何体型参数。