关于金刚石钻头胎体硬度分布的试验研究

钻头胎体硬度是一项重要技术指标,应与所钻岩石的硬度（可钻性）和研磨性相适应。胎体硬度直接影响钻探技术经济指标的提高和钻进工艺参数的选择。试验研究表明,钻头胎体硬度分布很不均匀,差别很大。首先应从胎体烧结工艺上找原因,烧结压力偏小（5 MPa）可能是首要原因。钻头、工艺参数、操作技术等都很重要,缺一不可。钻进技术经济指标低,不一定都是钻头质量问题,要从多方面进行研究。提倡把经验打钻提高到科学打钻上来。     

用部分因素试验、随机平衡法研究钻进过程

钻探工程的技术经济指标与许多因素有关,其中机械钻速、钻头进尺、每米钻进成本,均与所钻岩石物理力学性质、选用设备、钻头类型与结构、钻进规程参数和操作水平有很大关系。在一般的试验研究中,往往由于只研究其中少量因素（如钻压、钻头转速、泵量）,忽略了其它因素的影响,以致不能全面地反映钻进过程。因此,如能找出一种能把许多因素皆考虑在内的试验研究方法,对更好地了解与研究钻进过程是很有裨益的。部分因素试验、随机平衡法就是这样的一种方法。本文拟以试验研究金刚石钻进机械钻速与各有关参数的关系为例,阐述这种研究方法。      

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。     

金刚石钻进岩石破碎过程及其与规程参数关系的研究

金刚石钻进是我国的一种主要钻进方法,在地质勘探和油气井钻进中得到了广泛应用。为了提高其技术经济指标,研究金刚石钻进时岩石的应力变形状态、岩石破碎过程及其与规程参数的关系很有必要。俄罗斯钻探工作者在金刚石钻进岩石破碎方面做了大量的试验研究工作,研究了钻进速度与规程参数的优化关系,提出了临界规程参数组合的概念,推荐了保证正常钻进、防止钻头非正常磨损等的措施。值得我国同行们参考。     

高转速钻进时金刚石钻头磨损的试验研究进展

讨论了金刚石钻进中提高机械钻速和降低钻探磨损问题 ;探讨了这两个技术指标与钻压、转速的关系 ;提出了表示机械钻速和钻头胎体磨损关系的钻探效果指标 ,并根据后者确定出了规程参数最优值     

对国内钻参仪实现监控钻进的可行性探讨

钻井参数监测仪的使用使我们由经验打钻向科学打钻迈出了一大步。钻参仪监测钻进技术发展的最终目标是实现监控钻进，即实现钻探过程的自动化。但目前钻井参数监测只能实时监测井上参数，不能实时监测钻头工作参数（井下参数）；不具有实时判层和优化钻进参数等智能。讨论了实现这些功能的可行性。     

冰层取心回转钻进模拟实验台的设计与测试

极地钻探实践表明,冰盖底部冰岩交界附近地质情况异常复杂,不但可能存在暖冰、基底融水,甚至还存在厚度不等的冰岩夹层,取心钻探异常困难,而优选钻头类型、确定合理的钻进参数是保证其安全、快速钻进的重要因素。本文设计了一套能够模拟冰层回转钻进的实验台,其技术参数为：钻压、转速分别可在0～10 kN、0～300 r/min范围内调节,最大扭矩约100 N·m。该实验台能够测量钻头切削具温度、钻孔深度及钻进速度等参数,为深入研究钻头类型及结构参数、钻进参数对扭矩、钻速和切削温度的影响规律提供了手段。采用PDC复合片钻头进行了冰钻实验,结果表明,实验台能够准确调节钻压和转速,可满足实验要求。     

MDES2000型微钻实验装置的研制

MDES2000型微钻实验装置可模拟真实钻进情况,可开展岩石研磨性与可钻性试验、金刚石钻头性能参数及寿命试验、优化钻进规程参数试验等室内的各种微钻实验研究工作。该实验装置可通过手动或程序控制完成模拟钻进工作,能够实现钻进过程中各项钻进参数（钻压、钻速、扭矩、转速及进尺）的监测、采集、处理及存储功能,还可建立钻进参数报表文件数据库。该实验装置对岩心钻探研究工作具有很好的实际指导意义。     

关于硬合金钻进机械钻速优化的试验研究

钻探工程中如何提高机械钻速、提高钻头进尺,从而降低每米钻探成本,是一个非常重要的问题.这些问题又都紧密地同钻进规程参数联系着. 因此,如何使机械钻速、钻头进尺、每米钻探成本最优地同钻进规程参数联系起来,具有重要的理论意义和实际价值.而在探讨这些技术经济指标同规程参数的联系方面,确定或试验求得这种联系的方法是非常重要的.因此本文拟用二水平全因素试验[即在现有经验资料基础上,根据国家标准或有关规范选取上水平和下水平(二水平)、用所有规程参数皆同时变化     

关于金刚石钻进的机械钻速、碎岩功耗与规程参数优化关系的试验研究

我国的金刚石钻进技术发展较快,已经成为钻进硬岩和坚硬岩石的重要方法。但如何通过试验确定一定的数学模型,来表达钻速和碎岩功耗与钻进规程参数的关系,以便根据实际情况选用最优规程参数,获得更好的钻进效果(较高的机械钻速,较长的钻头进尺,较低的钻探成本)和合理的碎岩功耗则研究得较少,因此就此问题所进行的试验与研究具有一定的理论价值和实际意义。     

承德M24矿区深孔钻探钻进参数的选择分析

结合承德M24矿区深孔钻探工程,对钻进参数的选择情况进行了分析。分析认为,深孔钻进中,钻进压力的选择要综合考虑钻进的口径大小,岩石的硬度、强度、研磨性、完整性;在一定范围内,金刚石钻头的钻速和转速成正比例关系;冲冼液的选择应根据钻头类型与规格,胎体性能,钻孔深度,岩石研磨性、完整程度等来选择;适当扩大金刚石钻头的外径尺寸,能有效地避免高泵压的危害;可通过观察钻机主电机的电流指示表数值变化,判断孔内钻杆工况,电流的变化反映出钻机回转扭矩的变化。     

结晶岩取心深孔钻进施工设想技术方案

介绍了制定中国结晶岩取心科学孔钻进施工技术方案的总原则和先决条件,以此为基础,提出建议的钻孔结构套管程序,最 后提出了能满足这些原则、条件以及钻孔结构和套管程序要求的５０００ｍ取心科学钻孔施工设想技术方案。     

大直径反循环回转钻井底冲洗液流速的研究

对大直径反循环平底钻头回转钻进井底冲洗液流速进行了研究，得出在模拟实验条件下，井底各点切向速度，径向速度及合速度的大小及钻头转速，冲洗液流量对井底流速的影响规律。     

南极冰钻钻井液应用性试验研究

钻井液的性质及性能参数对于南极科学钻探有着重要的影响。钻井液除了必须要具备合适的粘度和密度,以满足冷却钻头、平衡孔壁压力、携带冰屑、清洁孔底的要求外,钻井液的性质如导电性、导热性及其腐蚀性对于保证钻具的正常工作、输送孔内信息也有着重要的影响。根据目前已经在南极使用的钻井液类型,分别对6种介质（国产硅油-3cst、KF96硅油-2cst、丁酸乙酯、丁酸丁酯、丁酸戊酯、丙酸丙酯）在不同温度下的电导率、导热系数和对密封件的腐蚀性进行了试验测试,选出了适合南极应用的钻井液类型及在钻具中使用的密封件材质,可供极地钻探选择钻井液类型及钻具设计提供重要的参考。     

空气（泡沫）潜孔锤钻进工艺在王家岭煤矿紧急避险孔中的应用

空气（泡沫）潜孔锤钻进工艺在王家岭煤矿紧急避险孔钻进中,有效解决了钻孔垂直度要求高、地层漏失等施工难点,实现了高质量快速成孔。该工艺平均机械钻速高达7.99 m/h,终孔水平位移仅为0.48 m,二开孔段每米综合成本504.8元。邻孔SW1水文补勘孔以泥浆作为循环介质、采用牙轮回转正循环钻进工艺,平均机械钻速为0.86 m/h,二开孔段每米综合成本为820.5元。前者平均机械钻速约是后者的9倍,较后者节约成本38.5%。与邻孔泥浆正循环牙轮回转钻进工艺相比,该工艺不仅解决了紧急避险孔施工难点,还提高了孔身质量、节约了工期、降低了成本,达到降本增效的目的,值得类似工程借鉴。     

富县天然气井直井优快钻井技术优化与应用

为解决富县区块天然气井钻井机械钻速低、钻井周期长、井下复杂情况多等问题,开展了优快钻井技术研究。总结分析了富县气井钻井施工难点,通过岩石可钻性研究、岩屑滚动回收实验和处理剂筛选实验,同时结合现场应用,优选出各钻井参数。优选出一批能适应该区地层特征,耐磨性强,进尺效率高的钻头;优选钻具组合,采用转盘 螺杆的复合钻进方式;为保障井下安全,优选了钾铵基聚磺钻井液体系。现场应用表明,平均钻井周期由优化前80.96 d缩短至41.02 d,平均缩短39.94 d,缩短49.35%,井下事故复杂情况大大减少,为富县区块天然气井优快钻井提供了有力的技术支持。     

江西省朱溪矿区钻探施工回顾与思考

在介绍朱溪矿区钻遇地层特点的基础上,系统分析了钻孔深度大、易斜,相对浅孔而言地层更复杂,钻孔质量要求尤其是孔斜要求更为严格等施工难点,总结了主要钻探装备选用和钻探施工管理工作,以及钻进方法、钻孔结构、钻头选用、钻进技术参数、冲洗液选用、护孔堵漏措施等。建议今后深孔施工中必须提高钻探装备的施工能力、遏制重大孔内事故发生、坚持预防为主治理为辅的孔斜防治原则、抓好泥浆护孔等工作。     

青海夏日哈木矿区地层钻进特点与钻探工艺研究

夏日哈木矿区地层复杂,在青海祁漫塔格重点成矿带具有一定的代表性。该矿区地层呈脆性,坚硬并且破碎,部分钻孔钻进过程中存在钻头寿命低、钻进效率低、孔内事故多等问题。针对该矿区地层特点及钻进难点,在总结以往工作经验基础上,对钻头选型及参数选取、钻机选择及时效分析、钻具振动及处理、钻井护壁及堵漏、钻孔结构设计及施工等方面进行分析并提出综合应对技术措施。     

唐山马头营干热岩M-2井钻井工艺

M-2井为马头营干热岩开采试验井组的采出井,为解决M-2井在钻进过程中新生界地层坍塌、钻头泥包、太古界花岗岩地层钻进效率低、溢流、掉块以及高温钻井液等施工难点,进行了钻井关键技术研究。通过增加钻井液比重、降低滤失量、提高黏度,维护了新生界井壁稳定性; 采用双泵大排量、转盘高转速旋转,解决了钻遇新近系钻头泥包问题。在井深3 880 m处,通过提高泥浆比重,并加入随钻堵漏剂,有效遏制了溢流、大消耗和掉块; 通过改进耐高温钻井液,提高了泥浆的流变性,降低了摩阻和转盘扭矩,保障了M-2井的顺利完井。通过更改钻具组合,采用大螺杆、大钻压、大排量、粗径钻具,使M-2井在太古界变质花岗岩地层中平均钻速达到2.46 m/h,比M-1井同地层纯钻速提高了69.7%,降低了钻探成本。旋锤机配合金刚石复合片(polycrystaline diamond compucts,PDC)钻头提速实验,证明了该方法可有效提高钻进效率,但变质花岗岩地层较硬、研磨性强,PDC片易崩坏,钻头性能仍有待改进。相比而言,采用ϕ203 mm螺杆+牙轮钻头钻进整体效益更高,可作为后续施工中的优选方案。