矿用泥浆脉冲无线随钻测量装置研发及应用

针对现有煤矿井下随钻测量系统信号传输必须依赖通缆专用钻杆而不能采用常规钻杆的技术限制,提出泥浆脉冲无线传输技术,以钻杆柱内环空间为信号传输通道,通过对孔内轨迹参数测量、泥浆脉冲载波信号传输、间歇工作模式设计与控制、孔口信号接收与解调处理等关键技术研究,研制了基于泥浆脉冲的矿用无线随钻测量装置YHD3-1500,并在山西晋城寺河和成庄煤矿进行了试验。试验结果表明:泥浆脉冲无线随钻测量装置信号幅度大、传输距离远、工作时间长、工作稳定性强。装置使用过程中不受钻杆限制,不但可提高钻孔深度,又可实现钻孔轨迹实时控制,进一步拓宽了定向钻进应用领域,具有极大的推广应用价值。      

井噴及井噴預防

一、井喷发生的原因及现象储藏石油构造的地层,可能含有高压天然气、石油和水。当油田钻井穿过这些岩层的时候,天然气会很快的从孔底及四壁侵入钻孔而混入泥浆中。起初混入泥浆的天然气呈压缩状态的极小气泡,并随着泥浆循环而沿孔壁上升。由于上升程度的增加,泥浆柱对气泡的压力就逐渐降低,气泡因而渐渐扩大,泥浆的粘度也渐增,比重降低,体积增大,因此气泡开始从     

电磁随钻信号传输技术研究

电磁波随钻测量系统信号传输速率高,可有效应用于欠平衡钻井,国外近年来发展很快。本文介绍了电磁波随钻测量发展的历史与现状,讨论了电磁波发射方式与传输深度。采用自制的样机进行了实验室与浅孔试验,证明方波信号传输比正弦波更易受干扰,小信号孔内有泥浆时方波传输误码率高。电磁波双向信号能够实现正常传输,但下传信号衰减较大。     

泥浆压力脉冲在孔底电动冲击器中的应用

对于冲击钻进而言,当钻进不同岩层时冲击器工作状态也需相应调整,由于冲击器位于地下,因此不能通过传统的有线或无线方式直接从地表发送控制命令。研究了以泥浆为载体,通过对泥浆压力脉冲进行编码来实现地表控制命令的发送,进而实现孔底电动冲击器的地表遥控。地表通过泥浆泵的开合向钻孔内发送一定编码的泥浆压力脉冲,冲击器控制系统对泥浆压力脉冲进行检测和解析从而获得地表的控制命令,然后控制冲击器完成不同的动作,从而很好地实现了孔底电动冲击器的泥浆压力脉冲遥控和电动冲击器功率模块的控制。     

电磁波随钻遥测技术在钻井中的应用与发展

随着钻井技术的发展,需要了解的井下信息越来越多,泥浆脉冲随钻信息传输难以满足智能化钻井要求。钻井液气体较多时泥浆脉冲方法也难以应用,而电磁波随钻遥测技术作为一种替代技术近年来发展很快。概述了电磁波发射传输的基本方式,对比分析了螺线管发射、环形线圈偶合与直接偶合方法的特点。同时,简介了国外电磁波随钻测量技术发展史、应用情况及研究进展。     

煤矿井下3 000 m顺煤层定向钻孔钻进关键技术

保德煤矿大盘区工作面采前瓦斯超前治理模式要求井下定向长钻孔能够沿煤层钻进3 000 m以上,针对现有技术装备在超长定向钻孔施工中存在滑动钻进困难、进水水路压耗大、有线随钻测量信号传输距离受限、冲洗液无法循环利用等问题,开发了煤矿井下基于螺杆马达水力加压和超长钻具正反扭转给进的滑动钻进减阻工艺、基于回转钻进倾角控制和侧钻分支的复合钻进轨迹控制技术,设计了低压耗进水水路系统、泥浆脉冲无线随钻测量系统和冲洗液净化循环系统,结合保德煤矿生产需要,完成了主孔深度3 353 m、孔径120 mm的顺煤层超长贯通定向孔。钻进效果表明:滑动钻进减阻工艺有效降低了给进力,显著提高了深孔滑动定向钻进能力;基于复合钻进的轨迹控制技术,保证了钻孔轨迹沿煤层定向延伸,并提高了钻进能力和钻进效率;泥浆脉冲无线随钻测量信号长距离传输稳定可靠,克服了有线随钻测量信号传输的局限性;井下冲洗液净化循环系统净化效果良好,实现了井下定向钻进冲洗液循环利用。研究成果对支撑煤矿大区域瓦斯超前治理、以孔代巷工程、水害防治及地质勘探等技术进步具有重要意义。      

水文缆道信号传输方法探讨

随着水文缆道的广泛使用,缆道信号传输方法日益增多。本文试对各种方法的分类、性能进行分析比较,并对无线法的技术要点进行探讨。一、信号传输方法分类和性能比较 (一)信号传输方法分类缆道信号传输方法应从构成传输回路的特点来区分,     

基于ANSYS的套管对EM-MWD信号传输的影响分析

评价电磁波随钻测量（EM-MWD）信号传输效果,不可忽视套管对信号传输的影响,而套管对信号传输影响极为复杂,很难用数学模型进行全面分析。基于此,采用ANSYS有限元软件,对EM-MWD在套管中信号传输进行建模仿真,从地面电流密度及接收信号压差方面,分析套管对EM-MWD信号传输影响规律。仿真结果表明：绝缘短节出套管,套管对信号起引导作用,反之,套管对信号起屏蔽作用;低电阻率钻井液对EM-MWD在套管中的信号传输影响大。     

介绍一种缆道无线测流的信号装置

水文缆道无线测流利用牵引索和大地作为信号的传输回路,对这种传输回路要求传输两种信号互相不干扰,易于分辨。本文推荐一种用于无线测流的信号装置,原理可靠,结构简单易行,经使用,效果良好。无线测流的测深信号(水面、河底信号)、测速信号,通常采用直流正负脉冲型和交直流脉冲型。直流正负脉冲型,由于存在牵引索对地静电位的影响以及水面极板极化等问题,抗干扰能力差一些,同时还必须设置两组水下电池,增加了水下部分的装置。这里介绍的装置采用交直流脉冲型,交流信号振荡器采用音频振荡器,交直流信号只使用一组水下电池。水     

随钻测量信号中继器的设计与实现

为解决随钻测量系统信号在传输中衰减的问题,设计研制了随钻测量信号中继器,在钻孔到达一定深度测量系统信号衰减严重时,在两根中心通缆式钻杆间接入中继器继续测量,有效地解决了信号衰减问题,增强了信号驱动能力,延长了信号的传输距离,保证了随钻定向测量系统的正常工作。      

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.     

若尔盖铀矿田漏失层空心微珠泥浆试验研究

若尔盖铀矿是我国四大基本类型铀矿田之一,矿层为灰岩、硅灰岩,圈团状纵向裂隙发育,长孔段失返性全漏失,泥浆性能难以维护,孔壁失稳,堵漏花费大量的人力、物力。为提高钻进效率,针对地层漏失机理,通过降低漏失压力实现平衡钻进,分别开展了空气泡沫、微泡沫泥浆以及空心微珠等低密度泥浆体系的研究和试验。实践表明,空心微珠低密度泥浆体系是一种适合若尔盖铀矿田漏失层钻进的泥浆体系。     

淮南矿区新集二矿1煤地面排水钻孔的设计施工

新集二矿的主采煤层位于山西组的底部,受到下伏太原组岩溶裂隙含水层的威胁。为缓解井下的防治水压力．采用了在地面施工排水孔的防治水思路。根据钻孔的位置及地层情况,采用了泥浆循环钻进与空气潜孔锤钻进相结合的方法。由于在钻孔施工过程中,发生了泥浆向巷道渗漏的情况,为保证钻孔施工安全及井下生产安全而对钻孔设计深度进行了调整,从而顺利的完成了该孔的钻探施工任务。此孔的成功,可为类似地区施工矿井防治水钻探工程提供借鉴。     

生产条件下冻结岩石钻进的试验研究——冻土钻探专题之三

介绍了俄罗斯有关单位在上钻进冻结岩石的情况，其中包括冷却空气洗井钻进，泡沫洗井钻进，冲洗液洗井钻进的情况，提出了相应的建议。     

武汉-1超深地热井钻井成井工艺

根据设计要求及地质特征,武汉-1超深井采用回转钻进、泥浆泵正循环、牙轮钻头钻进、钻铤给压钻进工艺,采用合理的钻探技术参数保证地热井结构及垂直度符合设计要求,并对泥浆进行降密度、提粘、提切并加入适量堵漏剂的方法堵漏,取得了良好效果。抽水试验说明该井出水能力较强,热储层含水层富水性较好,且水温不受气温影响,在井流试验过程中水温损失所占比例较小,证明了本井的钻井和成井技术是合理的。介绍了武汉-1井的钻井成井工艺及抽水试验成果。     

非开挖铺管钻机工况参数检测仪的设计与实现

在非开挖水平定向钻进施工中,实时、准确地掌握钻机工况参数及参数的变化趋势对施工有重要意义,但钻机上的传统仪表不能满足这种要求。非开挖钻机工况参数检测仪运用LabVIEW8.5虚拟仪器程序开发平台,通过USB数据采集卡、串口和6个传感器,分别对施工时钻机的回转压力、给进、泥浆压力、转速、钻速和泥浆流量进行测量,最终实现对这6个工况参数进行实时检测、实时显示、超限报警和数据保存与回放的功能。      

WFSD-4孔深部流体分析和多组分地球化学特征

采用场内钻探流体实时分析和场外钻探泥浆分析的方法,获得汶川地震断裂带科学钻探工程4号钻孔(WFSD-4)中深部井段流体多组分分析结果。研究钻孔深部井段的流体剖面地球化学特征,认为来自地下深部流体在钻探过程中会保存在钻探循环泥浆中,随钻流体实时分析可记录明显的组分变化信号。钻孔岩心的岩性变化易引起钻探泥浆气体的变化,特别是钻探泥浆气体中的多组分变化,在钻孔岩性裂隙较为丰富的井段,是钻探泥浆气体组分变化强度较大区间。通过比较钻探泥浆的多组分和岩心岩性的弱相关性,可以推测钻探流体与余震相关性较强的区域和周期,更可能获得钻探流体与余震的相关程度。