反循环钻进岩屑颗粒上返机理的研究

一、研究的必要性反循环钻进速度的快慢与许多因素有关，如钻孔深度、钻头结构、泵的吸程及安装高度等。能否迅速排除孔底岩屑对钻进速度有很大影响，排屑的快慢主要取决于循环液在钻杆内的上返速度。在钻杆内的上返速度最低值应大于岩屑在钻杆内的悬浮速度。为了寻求更符合反循环钻进岩屑颗粒悬浮速度的计算公式，作如下试验。     

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。     

GYx地热井钻井液技术

高阳地热田GYx地热井,钻遇新近系及古近系地层较齐全,完钻井深3920 m,是一口三开井,目的层为蓟县系雾迷山组,施工中存在卡钻、漏失、掉块、坍塌及油气的风险。二开施工是钻井液的重点和难点,钻井液采用以大分子包被剂为主的聚合物泥浆及抗高温硅基防塌泥浆,使用耐高温的钻井液材料,按照地层压力控制钻井液密度,使用页岩抑制剂抑制页岩的水化膨胀,严格控制钻井液的失水量,使用润滑剂提高泥浆润滑性;采用四级钻井液固控设备并合理使用;所用钻井液性能良好,解决了施工中存在的风险问题,同时取得了较高的机械钻速。     

采用空气潜孔锤钻进技术在井筒内施工泄水孔实践

袁店一井煤矿风井井筒基岩段施工中遇工作面大量涌水,排水能力无法满足掘砌需要。为保证井筒掘砌施工安全,提出施工钻孔直达风巷的方法进行快速泄水,但已无法进行传统泥浆钻进。通过采用长距离悬空钻杆结合空气潜孔锤钻进技术以及孔口管的安装等施工工艺和措施,有效解决了岩粉上返、水压过大、钻杆摆动等施工技术难题,快速地完成了泄水孔的施工,成功将井筒基岩段涌水排入井下水仓,从而确保了井筒的安全和快速施工。     

气举反循环工艺在大直径工程井中的应用探讨

以实际工程为例,介绍钻机、空压机、Ф219.1/168.3 mm大直径双壁钻杆、Ф168.3 mm内平单壁钻杆、气举反循环水龙头等器具配备及组合情况。研究了气举反循环工艺在大直径工程井钻进中的排渣效果、钻进速度、孔斜控制等参数的动态变化。经计算钻具内钻井液上返流速一般值为2.0 m/s时,排渣效果好;Φ444.5 mm钻头气举反循环钻进较Φ311.1 mm钻头正循环钻进,钻进效率提高了74.3%,碎石效率提高了2.56倍,且孔斜控制效果好。气举反循环新工艺能减少扩孔的次数,钻井成本及能耗大幅度降低,降低了事故发生率。同时,也暴露出专用工具配套不全,钻具修理保养难度较大,钻机适应性较差等不足之处。     

安全防喷接手

在水文地质勘探中,为保证钻探质量,常采用弹子接手取心法提高采取率。但这种方法在拧卸钻杆时,钻杆内孔积存的泥浆会四处喷射,给机台操作者带来困难、且不安全。为此,我队尤少翻技师设计了一种安全防喷接手 (见图)。这种接手的连接顺序为:钻杆一,安全防喷接手,粗径钻具。其传动原理为:在钻进时该接手连于粗径钻具的锁接手上,钻进终了'采取岩心前),关闭泥浆泵阀门,打开水笼头上盖螺丝,将钢球10投入钻杆内,后开泵送冲洗液,在泵压下     

水平孔携岩能力影响因素数值模拟研究

梳状孔是目前煤层气开采的主要技术手段之一,水平孔作为梳状孔的主孔,研究其在不同条件下岩屑的分布情况,可作为钻进参数选择的重要依据。本文基于FLUENT流体力学模拟软件,分析了钻杆转速、钻井液粘度、环空返速、岩屑浓度、岩屑颗粒直径、钻孔偏心等因素对水平孔中携岩能力的影响。结果表明：随钻杆转速、环空返速、钻井液粘度递增,环空岩屑浓度峰值降低,对岩屑运移有利;而岩屑浓度、岩屑直径的增大导致岩屑浓度峰值增大,加大了携岩压力,这2个参变量的增大对运移岩屑是不利的。钻井液粘度、钻杆转速对岩屑的运移和分布起重要的决定作用,环空返速、岩屑浓度、岩屑直径作用次之。     

钻杆接头断裂失效分析

某钻孔临近煤矿采空区,采用正循环气动潜孔锤钻进,钻至110m时发生了钻具断裂事故。针对施工过程中出现的钻杆接头断裂失效情况,结合该孔的施工工况,通过对断口进行宏观分析及理化性能试验,结果表明:钻杆接头断裂的主要原因为岩屑上返过程中在钻具外径突变处发生沉积,造成钻杆接头与岩屑剧烈摩擦,造成接头严重磨损,同时产生高温,致使岩屑与接头基体金属熔结为一体,并使金相组织发生了奥氏体转变。高温奥氏体组织硬度、强度大大下降,而变形能力大大提高。在拉力、扭转等应力的作用下,最终在该处薄弱部位发生了过载断裂。     

压气反循环的若干问题

反循环钻进技术的实质,就是在于能以较小的功率和设备能力,使孔内冲洗介质达到一定的上返速度,完成较大口径的钻进排除钻屑工作,有利于提高排除钻屑的效率,从而提高钻进速度,例如向内径为105毫米的钻杆内送入4米~3/分,压力为5.6公斤/厘米~2的压缩空气,混合器沉没到一定深度条件下,钻杆内泥浆上返的速度可达到1.5～3米/秒,携带排出钻屑的粒径可达90×80×50(毫米),从而大幅度减少重     

用TSJ-1000型水源钻机施工地热井

我院自１９９３年以来,已施工地热井数十眼,积累了一定经验。现就我院近年使用的ＴＳＪ１０００型水源钻机施工地热井技术作一探讨。１钻井工艺分析１钻井方法该钻机设计采用８９ｍｍ钻杆,可完成１９１ｍｍ钻孔１０００ｍ,而地热井成井终孔口径一般＞２００ｍｍ。...     

唐山市第一眼蓟县系地热井钻探及成井技术

唐山市丰南区ZK1地热井终孔深度3204.8 m,成井深度较深,揭露地层情况较为复杂,采用“四开”井身结构。施工过程中,根据钻遇地层情况的变化,及时调整钻具组合及钻进、钻井液等参数,降低了由于地层变化较大而产生漏浆、掉块、井壁垮塌等造成埋钻、卡钻的施工风险,保证了孔内钻探施工安全及成井质量,为唐山地区相同或此类地层的地热井勘探施工提供了成功经验。     

定福庄地热试验井成井工艺研究

JR-121井位于北京市定福庄南里,开采蓟县系雾迷山组1600m以深热储层的岩溶裂隙水。该试验井施工使用GZ-2000型水源钻机,TBW-850/50型泥浆泵,钻探深度2202.98m。成井过程中,根据不同层段,采用不同成井工艺,在目的含水层的上覆非取水层段,采用分级下套管及水泥封闭的方法进行止水,泥浆与回旋方法钻进;在取水段,采用裸眼孔底钻铤加压、泥浆护壁与回旋钻进。洗井工艺上,采用酸化、液态CO2和空压机引喷相结合的联合洗井方法。使用此成井工艺,止水效果良好,达到了开发岩溶裂隙地热水的目的。     

低固相高润滑双聚钻井液体系在地热井施工中的应用

在河南省兰考地区地热井施工中,二开井段深度超过1500 m,采用普通膨润土钻井液体系无法满足地热井施工及对含水层保护的要求,且容易造成卡钻事故。为了解决生产实际问题,研究设计了一种地热井施工用低固相高润滑双聚钻井液体系,通过现场4口井中的应用,钻井过程顺利,有效解决了井眼携砂能力不强、泥岩地层井壁不稳定、砂岩地层失水量大、泥皮厚等问题,4口井均未发生任何井下复杂情况和事故,说明该钻井液体系对兰考地区地层的适应性较好,能够满足该地区钻井工程的需要,对兰考地区地热井施工具有很好的指导意义。     

双作用水泵泡沫增压装置应用及前景分析

双作用水泵泡沫增压装置是利用双缸双作用水泵的高压能力将低压空气和泡沫液二次增压至水泵的额定压力,并混合产生泡沫.采用BWZ-1200双作用水泵泡沫增压装置在北京地区深度为1 000 m以下的地热井钻探中,成功地克服了地热井钻进中井内漏失和洗井的难题;在极度缺水的宁夏南部地区水井钻探中,采用BWZ-1100双作用水泵泡沫增压装置解决了水井孔内严重漏失和施工用水的难题.该装置可代替价格昂贵的高压空压机实现气举反循环钻探,应用于深地热井、深水井和油气井钻探.     

气举反循环钻进技术在煤矿瓦斯抽排井中的应用

针对大直径工程井施工,采用正循环先导孔钻进,分级扩孔成井方法,井壁与钻具环状间隙大,泥浆上返速度低,排渣困难,岩悬屑重复破碎,钻头泥包严重,钻进(扩孔)效率低及护壁对泥浆性能要求高,泥浆维护成本大等问题,研究了一套大直径工程井气举反循环钻进工艺及配套钻具。通过工程实例,介绍了大直径气举反循环钻具、机具配套、钻进工艺等。同一项目中的对比试验表明,利用气举反循环工艺与常规正循环工艺进行的机械钻速提高74.3%,碎岩效率提高了2.56倍,井身质量得到保证,为今后大直径工程井高效、低耗、安全施工提供了经验。     

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。     

山西河东煤田石楼北区块NSL05井煤层气钻井施工工艺

石楼北区块位于鄂尔多斯盆地东缘。该区域表土层松散易坍塌,在以往的钻探施工中,地层中不同程度的存在涌水或者漏失情况。太原组第三层灰岩可钻性较差,取心作业中频繁发生钻头被堵死的情况。为了解决以上问题,缩短施工工期,对钻具组合和钻井参数进行了调整,采用四翼PDC钻头、直螺杆的钻具结构;取心作业主要采用绳索取心,采用①215．9mm的取心钻头代替该区以往的016．9mm钻头,利用Φ127mm钻杆作为绳索取心工具的运行通道,并采用自行研制的内外管总成和内管取心工具．保证了取心效果;将钻头水眼更改为12mm×2＋14mm＋16ram的组合方式,有效保持了钻孔内的清洁,避免岩屑重复破碎,进一步提高钻进效率。同时介绍了钻探施工程中设备的配套、钻井液的配制、钻井技术参数的选择等。结果表明：该井取心岩心总收获率为92．15％,其中8#煤心质量总采取率为93．50％;井斜3°10′,全井水平位移44．17m,最大全角变化率耋1．1。／30m。对该区煤层气井钻探施工有很好的借鉴作用。     

BW1200型泥浆泵在地热井施工中的应用

简要介绍了BW1200型泥浆泵的性能参数、结构特点，以及在河南周口施工地热井的使用情况。     

煤矿瓦斯抽放井一次成井工艺及技术效果

煤矿瓦斯抽放井要求垂直精度高、井径大,通常采用常规钻探工艺时,需进行3-4次扩孔才能达到最终孔径,施工时间较长,钻进效率较低。此次在端氏煤矿施工的大口径瓦斯抽放井,采用了的一次成井钻进技术及工艺方法,钻进口径达到φ660mm,选用了江汉735型和715型系列镶齿牙轮钻头,采用塔式加重钻具控制并保证了钻井的重直度,采用密度较大的化学泥浆和保持大泵量排渣,避免了井底牙轮钻头的重复破碎,确保了钻进效果。与传统的扩孔工艺相比,缩短了施工周期,成井质量高,提高了钻进效率,降低了钻进成本。     

永城矿区煤矿排水钻孔施工技术

永城矿区某矿排水钻孔设计孔深584．1m,因钻孔与地下巷道平面位置相距仅15m,因此要求钻孔偏斜在表土层不大于0.3％,基岩段不大于0.5％。施工中选用稳定性好、扭矩力大的TSJ-2000型工程钻机,并配置850／5型泥浆泵进行钻井作业,钻进过程中严格控制钻进参数,并采取不同措施防止钻孔偏斜。井管加工严格执行技术标准,并在准备工作充分的情况下,一次安放到位。采用向管内连续注入泥浆,通过管底凡尔返到管外的方法进行井管壁外注浆。在注浆作业完成后72h．排除管内泥浆,完成排水钻孔施工。