钻探新技术——空气钻进简介

空气钻进技术是指钻进中以压缩空气或含有压缩空气的气液混合物作冲洗介质,或用压缩空气既作破岩机具的动力,又兼作冲洗介质的一种新的钻进技术。这种新技术,国外40年代就取得良好效果,早已广泛用于矿产勘探中。近年来,地矿部在山东和宁夏用空气钻进于黄金矿产勘探并取得了较好的地质效果。我们煤田钻探,北京矿务局地质勘探队于1988年开始研制     

薄片硬合金自磨钻头的初步研究

在钻探施工中,经常遇到中硬度但研磨性很高的地层,如5—7级砂岩、粉砂岩及砂页岩五层等等。在这类地层用普通合金钻头钻进,合金极易磨钝,回次进尺少,效率低,合金消耗量大,成本高。过去我们曾在某队进行薄片硬合金自磨钻头的试验研究工作,该队钻进的     

针状合金在八种岩层中的钻进试验

我队为了解决斜孔和深孔钻进钻孔弯曲和部份硬脆碎地层的取芯问题,对针状合金钻进进行了生产试验。一年多来,在25个钻孔的八种岩层中钻进3000余米。试验表明:较普通合金钻进具有钻速稳定、回次时间长、钻头寿命高、不易崩刃、操作简便等优点。较钢     

苏联有关空气钻进的一些技术资料

近几年来在煤田钻探上,苏联和其他国家都开始使用了和正在试用着用压缩空气来代替清水或泥浆的钻进方法。已取得了一定的经验和成绩,从而也找出了一些缺点和改进的措施,利用压缩空气冲洗井底方法解决了孔内严重漏水;空洞冲洗液不能循环及钻孔在高山不易送水………等困难,使钻孔能顺利完成。     

采用空气钻进的几点体会

（一）空气钻进是利用压缩空气代替泥浆或清水来冲洗钻孔进行钻进的一种新的钻进方法。自去年12月份以来,我厅在太行山地质队反复地进行试验,证明了这种钻进方法效率高、质量好、成本低,并且为缺水和供水困难的地区进行钻探工作提供了新的途径。太行山地质队勘探的铝土、黄铁及耐火粘土等矿产,施工的特点是孔浅（平均孔深50米左右）,矿区地形较为平坦,地层为石炭及二叠纪煤系地层,岩矿尾松软,变化较大,岩石级别平均为4—5级,矿层厚度由几米至几十米,多呈疏散泥土状及碎块状,软硬     

合金碎块捞取器

钻进过程中,硬合金掉入孔内,或在钻粒钻进换用合金钻进（孔内钻粒较多）时,都必须进行捞取（或采用完全消灭的办法）,以免继续发生合金崩双或夹钻事故。最近我们根据螺旋肋骨钻头的原理设计了一种构造简单、操作方便的硬合金碎块捞取器。经实验效果良好,可以在短时间内全部捞出孔内的合金碎块（或钻粒）。现将其构造及操作方法介绍如下。     

煤矿井下硬岩定向钻进PDC钻头选型及试验分析

为了提高煤矿井下硬岩定向钻进的效率,在分析硬岩定向钻进PDC钻头的结构要求的基础上,选择了3种不同类型的PDC钻头进行煤矿井下硬岩定向钻进试验。试验结果表明,平底型PDC钻头不适用于定向钻进硬岩,而三翼抛物线型钻头和四翼平角型钻头在定向钻进硬岩时,表现出长寿命、高效率等特点,适合于定向钻进硬岩地层,大大提高了煤矿井下定向钻进硬岩地层的效率。     

空气潜孔锤在松散地层中的钻进试验

空气潜孔锤钻探工艺在基岩地区已是首选的一种技术。传统观念认为空气潜孔锤钻进工艺适用于坚硬岩石（硬、脆、碎地层）,在松散地层中则需要常规泥浆回转钻进或冲击钻进。通过典型松散地层的试验证明：空气潜孔锤在松散覆盖地层中可以实现正常的钻进,并且具有效率高、成本低、劳动强度小等优点,在粘土和潮湿粘土地层中钻进效率最高可达87和72 m/h。为解决页岩气、地热、煤层气、地下水等能源资源勘探时上覆地层的开孔或一开钻进提供了行之有效的方法,同时,也解决了缺水地区或严重漏失地层钻井液用水困难和传统开孔或一开泥浆回转钻探工艺复杂等问题。     

飞机式硬合金钻头钻进效率高、岩矿心质量好

江西铁矿大队第一分队在九龙山矿区钻进的地层大部分为中硬千枚岩,使用钻粒钻进效率不高,孔内不清洁,并易发生孔内卡埋钻具事故。为了提高效率,降低成本,该队于10月份在九龙山矿区 7号机32孔进行飞机式硬合金钻头钻进,试验效果良好。现将该经验简介如下:     

空气泡沫钻进在采空区域施工中的应用

钻探遇漏失地层、采空区,尤其在有多层采空区可能会引起的大漏,给施工带来诸多不便。使用空气泡沫作为冲洗介质进行钻探施工,以较小的设备改造投入有效解决了施工供水量大或堵漏时间长的问题,同时提高了钻进效率。在本次钻探施工中,针对钻遇3层采空区的情况,将普通牙轮钻进设备的泥浆泵更换为空压机后即可进行空气泡沫钻进,使用十二烷基硫酸钠作为发泡剂,羧甲基纤维素钠作为稳泡剂,液气比1/300;气液上返速度1.7m/s,最终取得了井深240 m、孔径?350 mm钻孔纯钻进效率达到了2.16 m/h,远高于普通泥浆循环钻进的施工效果。     

应用野生植物配制冲洗液

在岩心钻探工作中,为解决一般复杂地层的钻进问题,都采用泥浆作为冲洗液。在小口径金刚石钻进时,为满足其高转速的需要,常采用乳化型润滑冲洗液和溶解型润滑冲洗液。这些冲洗液在钻进过程中,虽能防止钻孔各种复杂情况的发生,起到优质、快速施工的作用,对冷却、润滑钻头与钻具,提高生产效率;保持孔壁岩层的稳定;平衡地层压     

谈合金钻头钻进和绳索取心

一九八四车,我队进入水城格目底煤田。该煤田地层的钻进特点是:岩层可钻性级别不高(Ⅲ—Ⅵ级),硬夹层不厚且不很硬(Ⅶ—Ⅷ级),地形切割厉害,或涌或漏甚至在一个钻孔中涌漏(水)兼而有之的现象较为普遍,煤系厚,岩层含泥质重,水敏性强;煤层多,标志层不清。 为了有效地推行绳取钻进,以期用先进工艺突破取心质量关、复杂地层关和深孔施工关。我们即开始了合金绳取钻进的研究。自八四年四月开始至八五年底,已在十二个孔的局部或全孔进行了(生产)试验,最大试验孔深540.35米,总工作量3401米。     

PVA1788成膜体系无固相冲洗液在桂柳地1井的应用

桂柳地1井为广西柳州市鱼峰区雒容镇区块页岩气地质调查井,设计井深2350 m,钻遇水敏性地层等复杂地层。为了提高无固相冲洗液在页岩气复杂地层深孔钻进中维持孔壁稳定的能力,在PVA1788体系无固相冲洗液的基础上,添加成膜A剂、封堵剂GFD-1等处理剂。根据冲洗液试验及现场应用,成膜A剂具有降失水功能,不影响冲洗液的润滑性能,对粘度影响不明显,该PVA1788成膜体系无固相冲洗液滤失量较低,封堵裂隙效果好,减弱了地层水化膨胀,提高了成膜抑制防塌能力,满足了桂柳地1井深孔复杂地层维护孔壁稳定、安全钻进的需要。对类似复杂地层无固相冲洗液的推广应用具有参考价值。     

大直径复杂地层MACH法施工技术

空气潜孔锤单次冲击功大，是钻进大直径基岩地层和卵砾石地层的有效方法，但当人充水或泥浆时，影响空气潜孔锤的工作性能，对空压机能力要求 。ＭＡＣＨ法钻进技术由于压缩空气和泥浆各自独立，互不接触，是钻进这类地层的有效方法。     

国际油气井钻头进展概述（二）——FuseTek融合钻头与Pexus组合钻头

NOV公司2013年向市场推出FuseTek融合钻头。它将PDC钻头的高钻速与孕镶金刚石钻头的耐磨性结合于一体,适宜于钻进中硬—坚硬、高研磨性地层。FuseTek钻头已广泛应用于刚果、厄瓜多尔、中国、哥伦比亚等国家。应用表明,该新型组合钻头比PDC钻头或牙轮钻头钻进效率提高许多,工作寿命增加1～3倍或更多。Shear Bits公司于2014年推出Pexus组合钻头。该钻头广泛应用于加拿大冰川冰碛物钻进。地层上部硬卵砾石层利用可转动硬质合金齿钻进,下部软砂岩与页岩则运用PDC碎岩。整个冰碛物地层用一个Pexus钻头一钻到底。所述3类组合式钻头（含Kymera钻头）对于未来实现“一个钻头,一口井”的目标有重要意义。     

无固相聚合物钻井液在香格里拉普朗铜矿区复杂地层钻进中的试验与应用

针对香格里拉普朗铜矿区所遇到的复杂地层,通过室内试验研究,确定采用植物胶作为主剂、聚丙烯酰胺和LP作为辅剂得到无固相聚合物钻井液,在钻探矿区ZK0409钻孔中的绳索取心钻进中使用,成功解决了该矿区复杂地层的钻进问题。探讨了无固相聚合物钻井液的最佳配方,并分析了其在复杂地层钻进中的作用机理。     

钢砂钻进双层岩心管钻进硬脆碎地层的初步总结

我矿区部分石英砂岩常为7-9级,破碎程度严重,岩矿心不易采取,常有造成补孔的危险。该地层如果采用合金单管或合金双管钻进是克取不下的。单管钢砂钻进,效率虽高,但岩心几乎全取不上。我们采取了反循环钻进,常受地层漏水所限制,或将岩心破碎成小块,在岩心管中混在一团。分不清层次,不     

地热钻井用钻头

一、前言钻井费用在地热开发所需费用中所占比例非常大，如何缩短钻进时间，减小钻进费用成为一大课题。过去，为提高钻进效率曾进行了种种努力。目前，地热钻井用的钻头大部分为三牙轮钻头。但是牙轮钻头在高温环境中使用，密封和轴承等容易损坏，寿命短。为此，各国都进行了地热钻井用钻头的研究开发，并已制作出性能良好的地热钻井用钻头，但其性能尚不充分。高温钻头除了耐热、耐磨、耐腐蚀外，还应该具有类似全面钻头的简单结构。美国进行了金刚石复合片高温全面钻头的研究开发，但是钻进硬地层的效果不理想。日本也进行了高温硬地层钻进用金刚石     

介绍几种硬岩钻头

由于煤系地层被火成岩后期侵入，钻进中，在煤层顶、底板及夹层中经常遇到流纹岩，斑岩、石英岩、硅化砂岩等。这些岩层最厚有15～20米，薄的小于1米。岩石的可钻性级别多为8～10级，有的可达11级。为了防止打丢、打薄煤层，保证煤心采取和控制见煤，在煤层的顶、底板多用硬合金钻头钻进。使用普通合金钻头钻进上述岩层，时效仅达0.08～0.12米/时，     

钻头端部温度的测量

为了在硬岩中钻进也能获得较高钻速，需要较大的钻压。转速可变，以保证扭矩大而恒定。出于经济上和技术上的综合考虑，钻头由两部分组成：传递负荷的钻头体和镶在钻头体上的硬合金切削刃。硬合金为钨钴合金，其硬度在一定范围内可调。据有关公司的资料，硬合金可工作的温度值到700℃，在800℃以上这个由碳化钨和钴组成的系统是不稳定的，此时切削具的磨损会大大增加。把合金镶焊到钻头体上要用黄铜—铜焊条或高质量的银焊条，镶焊温度为400～600℃。为了弄清镶焊稳定性，在矿山研究所的“爆破孔—锚孔”试验台上进行了测量钻进时钻头端部