绳索取心钻进技术讲座——第四讲 钻进工艺规程和取心操作技术

绳索取心作为一种新的取心钻进方法，必然伴随有相应的钻进工艺规程和操作技术。只有充分认识绳索取心钻进的特点，根据不同情况采用合理的钻进工艺规程，熟练的掌握取心操作技术，正确地使用绳索取心钻具，才能充分发挥绳索取心钻进的优越性，达到减少事故，提高效率，降低成本之目的。一、钻进工艺规程绳索取心钻进除与普通金刚石钻进一样，要求配备多档的高速钻机和泵压较高的变量泵，设计合理的钻孔结构，严格钻孔级配外，还必须根据地层情况、钻头类型、钻孔口径和深度、冲洗液的种类等因素，采用适合绳索取心钻进特点的钻进工艺规程。     

国外提高绳索取心钻进效果的主要技术措施

自1950年美国长年公司首次将绳索取心钻进方法应用于固体矿床以来，到目前为止，这种钻进方法已得到广泛的应用。在美国、加拿大和澳大利亚等国用绳索取心钻进的工作量占总的岩心钻探的80％以上。苏联在600米以深的取心孔，一般都配以绳索取心钻进。绳索取心的钻孔直径小到45毫米（A规格），大到123毫米（P规格）都能使用。绳索取心的钻进深度也创造了4030米的最高记录（1983年，南非）。众所周知，绳索取心钻进方法之所以取得如此快的发展是因为它的独特的取心方法要比常规钻进法钻进效率高，金刚石消耗量低和取心质量好。然     

多工艺钻进技术在煤层气预探井的应用

结合具体工程实例，介绍了煤层气预探井的目的、设备机具配套情况。在一个钻进过程中可使用多种钻进技术：牙轮钻头普通工法钻进、空气潜孔锤钻进、绳索取心钻进。在绳索取心钻进中用 Ф114mm钻杆代替正规的绳索取心钻杆．可保证煤心采取率和提心速度，同时可避免绳索取心钻杆易断和井壁垮塌现象。实践表明多工艺钻进技术在同一口井中综合采用．可达到优质、高效、安全的目标。     

浅谈绳索钻探工艺在煤田钻探中的合理应用

主要分析了绳索取心钻进工艺在煤田沉积岩地层钻探中的应用方法与存在问题。煤田沉积岩绳索取心钻进大幅度提高了效率和质量,减轻了工人的劳动强度,降低了成本,加快了勘探进度,但是煤系地层的自有特性还有很多制约绳索取心钻进地方,通过不断地在技术上进行研究与探索,必将使绳索取心钻进在煤田钻探的应用中上一个新的台阶。     

绳索取心钻杆螺纹的加工方法

近年来，金刚石绳索取心钻进方法得到了迅速的发展，但由于绳索取心钻杆螺纹损坏后的再加工（简称二次加工）问题未能及时跟上，给绳索取心钻进工艺的推广应用带来了困难。     

蓄能式绳索取心液动潜孔锤的应用研究

蓄能式绳索取心液动潜孔锤钻具是在普通绳索取心钻具总成上端增加了发生和传递冲击载荷的结构,将冲击载荷通过绳索取心钻具外管传递至钻头。新疆达坂城黑沟-达拉地布拉克铀矿工区裂隙、构造蚀变带和构造破碎带发育,地层破碎,使用普通绳索取心钻具钻进,岩心极易堵塞、回次进尺短、频繁打捞内管、钻进效率极低。使用蓄能式绳索取心液动潜孔锤钻具钻进,增加了回次进尺,提高了钻进效率。论文依据施工现场使用情况,介绍了蓄能式绳索取心液动潜孔锤的结构和工作原理,统计、总结了应用情况,论述了绳索取心液动潜孔锤得出的应用结论。     

中深斜孔绳索取心高强耐磨钻杆的研究与应用

针对中深斜孔钻进中φ60mm绳索取心钻杆机械强度低、耐磨性能差、钻杆拧卸难等问题,采用对绳索取心钻杆整体调质处理的方式．大幅提高了绳索取心钻杆的机械强度;对绳索取心钻杆表面高频淬火,提高了钻杆表面的硬度和耐磨性;采用重型绳索取心带切口接手,初步解决了绳索取心钻杆拧卸问题。采用上述钻杆在中深斜孔钻进中取得了较好的效果。     

绳索取心液动潜孔锤钻进技术在利比里亚邦山铁矿详查中的应用与探索

绳索取心液动锤技术集绳索取心技术与液动潜孔锤技术优势于一体,可比普通绳索取心钻进提高纯钻速30%～150%,在坚硬、脆性、“打滑”地层中钻进效果更为明显。介绍了绳索取心液动潜孔锤钻进技术在利比里亚邦州邦山铁矿详查中的应用情况,并对其应用效果进行了分析讨论。     

金刚石绳索取心钻进技术在似水平孔中的应用

我队应用金刚石绳索取心钻进技术在水平（倾角为15度）钻孔中钻进开始于八四年五月七日在奈曼旗石碑矿区勘察灰岩。在似水平钻孔应用绳索取心新技术主要是为达到以下目的：1．解决复杂地层中的钻进；2．减轻工人的劳动强度；3．提高岩矿心的采取率。应用绳索取心钻进技术，关键是要妥善解决内管的提取技术。我队是用下述方法解决的，从而在似水平孔中发挥出绳索取心钻进的优越性，取得较好的效果。     

绳索取心冲击回转钻进在硬脆碎地层中的使用效果

介绍了绳索取心冲击回转钻进在硬脆碎地层钻进中的应用效果:平均时效可达1.29m/h（绳索取心为0.76h/m）,台月效率为436m/台月（绳索取心为228.5m/台月）,回次进尺为2.07m（绳索取心为0.95m）。      

岩土钻掘工程项目施工推行“5S”管理设想

根据在工业企业推广“5S”管理的实践,提出了岩土钻掘项目施工推行“5S”管理的设想。介绍了“5S”管理的概念,分析了岩土钻掘项目施工推行“5S”管理的策略要点。     

西湖凹陷低渗储层“甜点”预测关键技术研究与应用--以黄岩A气田为例

西湖凹陷目的层埋藏深,储层具有低孔渗特征,通过储层改造方能释放产能,而确定"甜点"储层发育区是储层改造成功的关键。通过岩石物理分析优选低渗储层的岩性、物性及含气性敏感参数,并设定"甜点"储层敏感参数的门槛值;利用地震正演模拟分析"甜点"储层的地震反射特征,并进行孔隙度及含气性预测的可行性分析;运用相控-叠前同步反演技术得到高精度的敏感参数体,进行目的层砂体厚度、地层切片、孔隙度、含气性及脆性指数展布特征的刻画;根据地区"甜点"储层下限值圈定各属性有利区,解释优选得到目的层储层改造"甜点"有利区;依据"甜点"预测结果设计了水平井分段压裂井的井轨迹,该井的钻探结果验证了预测结果的可靠性,水平段实现了砂岩和气层的"双百"钻遇率。     

绳索取心技术在覆盖地层钻井中的应用

为提高吉林白城地区的吉洮地1井、吉白地1井两口油气地质调查井钻探生产效率,在覆盖地层钻井中应用绳索取心技术。基于所钻地层岩性特征,结合提钻取心与绳索取心工艺特点,通过设计钻头、钻井冲洗液,改进钻进规程参数与钻具水口流经通道,在覆盖地层（厚约1 100 m）钻井中成功应用绳索取心钻进方法。相比传统单管/双管提钻取心方法,钻进效率与岩心采取率提高两倍以上,提大钻周期提升至2 d以上,大大降低了劳动强度,节约工期近30 d。详细介绍了白城地区覆盖地层钻井中应用绳索取心技术的改进方法与施工经验,对今后在覆盖地层钻井中推广应用绳索取心技术具有一定借鉴意义。      

红格、兰尖、朱家包包钒钛磁铁矿区SYZX绳索取心式液动锤生产试验及推广应用

攀西钒钛磁铁矿区深部及外围普查项目实施中,在破碎、坚硬、打滑地层钻进及大断层、断层破碎带穿越,使用普通绳索取心钻进,施工周期、效率、效益都受到严重影响。项目组尝试多种新型钻进技术工艺及技术关键,2013年优选国土资源部勘探技术研究所研制的SYZX96和SYZX75绳索取心式液动锤,集绳索取芯与液动冲击回转钻进为一体,在坚硬"打滑"地层和破碎地层中具有钻进效率高、钻孔质量好、岩芯采取率高、钻探成本低,钻进技术工艺等方面取得了突破性进展,达到了预期目的,值得推广。     

浅谈复杂地层科学钻探理念

随着地质找矿方向转向“攻深找盲”,钻探工程施工难度也节节攀升;未来钻孔多以深孔、斜孔为主,面临的地层情况也将越来越复杂,只有坚持科技钻探理念、做好科技钻探理念传承、加强钻探科技发展和更新、做好系统化、标准化、档案化的科学管理,才能为钻探企业注入新的活力,使其能在新的地勘形势下获得更强的生命力。     

碎软煤层空气泡沫复合定向钻进技术应用研究

针对碎软煤层空气定向钻进存在空气螺杆马达降温润滑, 煤尘降尘处理和孔内煤层出水处置技术需求, 在分析钻渣运移特性的基础上, 通过集成稳定高效发泡、“机械+泡沫”复合排渣和“空气+泡沫”复合钻进等关键技术, 配套定向钻机、泡沫发生灌注系统、空气螺杆马达、异形钻杆和随钻测量系统等关键装备, 开发了碎软煤层空气泡沫复合定向钻进技术。在安徽省宿州市某矿开展了应用试验, 在出水碎软煤层中顺利施工了主孔深度232 m顺煤层定向钻孔, 与应用空气定向钻进技术施工的2个钻孔相比, 成孔深度分别提高了97%和105%, 显著提高了顺煤层定向钻孔成孔深度, 增强了碎软煤层瓦斯抽采效果, 同时达到了降温润滑空气螺杆马达, 降低孔口返出煤尘目的, 可为碎软煤层定向钻孔施工提供一种新的技术途径。      

松科1井（主井）取心钻进钻井液技术

松科1井是全球第1口陆相白垩纪科学探井,由主井(又称北井)和南井组成,主井164.77~1 792 m井段连续取心。分析了主井取心钻进存在的钻井液技术难点;经过室内钻井液体系优选,根据不同地层分别采用了PAM钻井液体系、DFD-LG-CMC钻井液体系和DFD-NH₄HPAN-SAKH钻井液体系;同时结合钻井液粘度的合理控制技术、降低循环压降的钻井液技术等,先后解决了松散砂层、水敏性泥岩和硬脆性泥岩中的取心钻进技术难题,探索出了一条用低成本钻井液进行类似科学钻探工程的成功之路。      

小秦岭复杂地层液动锤绳索取心钻探试验研究

小秦岭地区是我国主要的矿产资源地,属于严重的破、碎、硬、漏等复杂地层,特别是岩石结构致密、颗粒细、研磨性较弱的坚硬地层,采用传统回转钻进工艺时,钻头经常出现"打滑"现象,从而导致钻头寿命低、钻探效率低、事故率高、钻探成本高等问题。针对这些问题并结合生产,本文选择了3处典型复杂地层进行了液动潜孔锤+绳索取心"二合一"和传统金刚石绳索取心钻探试验。试验结果表明:与传统金刚石绳索取心钻进工艺相比,液动锤平均回次进尺可提高44%,机械钻速提高21.34%~30.3%,平均综合钻探成本降低了21%~28%,其中钻头费用可降低66.5%。同时,由于碎岩方式的改变,液动潜孔锤钻探具有钻孔防斜效果好、事故率低、钻头使用寿命长等特点。     

高效、低耗冲击式凿岩钎具——工业炸药发明后困扰世界采掘工业的百年难题

15 0年前瑞典诺贝尔父子继中国火药之后, 发明了硝化甘油胶质炸药用于修路与采矿, 引发了导致社会财富高速增长的“真正意义的工业革命”.192 3年德国施律泰尔发明WC -Co硬质合金, 迅速形成了硬质合金切削刃具和硬质合金凿岩钎具两大产业, 使机械和采掘工业飞速发展, 被誉为“工业的牙齿”.迄今, 现代化的凿岩爆破技术, 已成为人类向岩石圈索取资源和向地下开拓生存与发展空间的主要手段.其中, 用在岩矿石中冲击凿孔的凿岩钎具, 是人类所有机械工具中受力条件最苛刻、使用寿命最短、基础工业必备、技术含量很高的大量消耗性工具.研制长寿命冲击凿岩钎具, 已成为全球采掘工业高效、低耗凿岩必须解决的新世纪重大工程技术难题.这需要凿岩、爆破、岩石破碎、矿业、材料、冶金、钢铁、机械、物理、化工、电子、数学、力学、生物(仿生) 等各方面专家的长期通力合作.建设以“新型硬质合金钎具”和“长寿命冲击凿岩钎杆”为标志的有中国特色的现代化凿岩钎具工业, 是我国新一代“资源-高科技-外向型”民族工业一个具有战略意义的新生长点      

若尔盖复杂地层钻进工艺研究及探讨

川西北高原高寒山区若尔盖铀矿地层“漏失、垮塌、超径、孔斜”,是典型的“五毒俱全”、国内少见的钻探复杂地层。我们通过认真的分析和研究,从工艺技术上改进,采用优质泥浆体系,成功穿越了近300米的炭质板岩层;采用连续造斜器成功实施了深孔定向钻进,为在复杂地层下一基多孔工艺提供了依据。