定向钻进技术在陷落柱治理中的应用

为治理龙庞矿陷落柱实水事故，采用螺杆钻进技术在陷落柱南缘设计施工两个定向井Z5-1及Z5—2。以Z5-1定向井为例，使用Ф117．6mm钻头，采用优质化学泥浆，钻压35～40kN，随钻钻进至480m后改为回转钻进，在稳斜钻具钻到516．45m处进行水泥浆堵漏，边堵漏边钻进，并且每钻进10m左右测斜一次，直到中靶。     

用于岩层钻进的切削单元和切削块

图1为本发明所述的切削块10，该切削块包括一个基体12和切削单元14。基体12如图中所示的矩形剖面，可以制作成合适的形状，安装在刮刀钻头上，在各类地层进行石油和天然气钻进。为了达到预期的钻进效果，使用时许多切削块10或切削单元14，或者两者同时以适当的角度，镶嵌在钻头冠体上。     

摩擦热-机械碎岩钻进技术试验研究

摩擦热－机械碎岩钻进技术是利用钻头与岩石产生的摩擦热能加入弱化岩石，然后利用钻头上的切削元件切削碎岩。由于大部分岩石在高温和交变热应力作用下其强度、硬度以及磨蚀性都大幅度降低，因此提高了钻进效率。钻头摩擦元件采用了新型的耐摩擦耐高温的赛隆陶瓷材料，耐磨性是YG6硬质合金的3~5倍，而价格仅为硬质合金的1/10；对钻具和钻头的结构也进行了详细的论述；钻进试验表明：热机碎岩钻具摩擦元件能产生足够高的温度场(大于600 ℃)；热机碎岩钻进技术是切实可行的，能提高钻进效率，降低钻进成本。     

推广液动冲击回转钻进10年效果显著

在岩心钻探中采用液动冲击回转钻进方法与常规钻进技术方法相比具有钻进效率高、岩矿心质量好、采取率高、纯钻率高、事故时间少、有一定的防斜能力、成本低等优点。总结了该队推广该钻进方法10年来所取得的可喜经济技术效果，提出了进一步推广的意见和建议。     

水平钻孔中使用人造金刚石孕镶钻头钻进的效果

我们曾在某矿区的坑内和地表，使用人造金刚石孕镶钻头（以下简称人孕金刚石钻头），在7～10级的硅化白云岩、复杂角砾岩、板岩和辉长岩类岩层中进行水平孔孔内钻进试验，完成八百多米工作量，最深钻孔达213米，平均时效1.64米/小时，台月效率达470米，取得了较好的钻进效果，比同地区、同岩层的直斜孔人造孕镶金刚石钻进效率都高。这次实践、为今后在水平孔中推广使用人造孕镶金刚石钻头开辟了途径，同时也对钻进工艺有了新的看法和认识，现将在施工中所取得的效果和需要注意的几个问题做一介绍和讨论。     

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，     

空气泡沫钻进在大同矿区的应用

山西煤田地质局115队在大同矿区魏家沟、同忻勘探区进行空气泡沫钻进生产性试验。使用W-10/60型和TYH-10/7型空压机及其它配套设备和材料,施工59个钻孔,空气泡沫钻进最大孔深601.10m。试验结果表明,空气泡沫钻进适宜于矿山采空区、干旱缺水、严重漏失等地区施工。与普通泥浆钻进相比,空气泡沫钻进提高台月效率90％,降低钻探成本30％。      

煤田钻探的几个问题

山东主要含煤地层是石炭二叠系，煤系分布广泛。以济宁煤田地层为例，煤田勘探地层岩石可钻性多属6级以内。而且岩石软硬变差不大，构造比较简单，地层倾角一般10～15°，局部石灰岩层位中夹有礈石，但厚度一般在0.2～0.6米。总的来看，对钻探施工比较有利。但因为煤层层次多、埋藏深，钻孔多数在800～1000米，施工难度大，尤其是冲积层松散地段孔壁不稳定，下部地层太原群的石灰岩多数漏水，形成下部漏水，上部坍塌、缩径，往往发生埋钻和出现岔孔事故。因此煤田钻探钻进工艺的关键是煤层钻进，冲积层钻进和深孔安全钻进。     

多品种的金刚石钻头的发展

钻进工业的技术发展和竞争，促使从事钻探工作的厂商和技术人员致力于钻进工作的高质量、高效率、低成本的探讨和研究，使得近代的钻探设备日臻完善，推广应用多工艺的钻进方法。如：潜孔式、液动式、气动式冲击回转，双管和多管反循环钻进，无岩心钻进等工艺在钻进工业上取到了卓有成效的经济效益，其中作为钻进技术中的主要工艺金刚石钻进，发展得更为迅速，其技术水平向更高阶段迈进。当前高技术水平金刚石钻进工艺，主要包括：长行程钻机，绳索取心钻具，定向钻进及孔内测试仪器和其他配套技术的使用，尤其是含金刚石的超硬材料的出现和金刚石钻头     

SC-54型射流冲击器的试用效果

我队从1983年9月开始对长春地质学院研制的SC-54型射流式冲击器进行金刚石冲击回转钻进试验。截至1984年底止，在郴县红旗岭矿区完成钻孔10个，计工作量2716.6米。见表1。试验表明，该种射流冲击回转钻进的台月效率在相同条件下，比普通回转钻进提高20—40％；每米材料费用下降25～35％；同时事故少，劳动强度低，深受钻探工人欢迎。     

简易潜孔锤钻进初试成功

潜孔锤钻进是空气钻进的一个分支。它是以压缩空气为动力和洗井介质,以冲击形式破碎岩石的一种钻探工艺。其效率一般比回转钻进高10～20倍。这种钻进工艺特别适用于漏水和干旱地区浅层非煤系硬岩的钻进。     

涡轮钻和改进的PDC钻头在硬岩钻进中的应用

涡轮钻和改进的ＰＤＣ钻头，在硬岩钻进中的应用Ｒｏｂｅｒｔ　Ｃ．Ｂｏｕｄｒｅａｕｘ等马保松译孙友宏校在墨西哥湾地区，采用涡轮钻进配合具有改进的导轨式切削结构的ＰＤＣ钻头，提高了中硬一硬岩层中的钻进效率，与使用容积式马达的回转钻进相比，无论在什么样的钻进...     

SC-54型液压射流冲击回转钻进初探

金刚石冲击回转钻进是我国机械岩心钻探工程的重大技术改革，特别是SC射流式冲击器在钻探技术中的应用，解决了目前冲击器存在的许多问题，它是结合我国钻探技术的实际情况而研制的。几年来，在长春地院的帮助下，我队在两个矿区试验了10个钻孔，累计进尺2116.78m，收到了一定的成效。使用结果表明：SC-54型冲击器工作稳定，适应性较强，可调换射流元件来适应深、浅孔作业。特别是在坚硬、破碎地层钻进明显优于普通回转钻进。     

人造金刚石与硬质合金分层钻进试验

我们进行生产试验的某铁矿区，地层软硬变化较大，闪长岩与蚀变闪长岩、大型岩交替出现。在较致密的闪长岩中（可钻性8级左右），人造孕镶金刚石钻进的性能发挥的较好，金刚石钻进效率比钢粒钻进提高两倍；比用针状合金钻进提高一点五倍；比用普通硬质合金钻进提高五点八倍。金刚石钻进回次进尺比钢粒钻进提高一点二倍；比用针状合金钻进提高一点六倍；比用普通硬质合金钻进提高七倍。但在6级左右的蚀变闪长岩中，人造金刚石钻进无论是钻进效率，还是回次进尺，仍然比其他钻进方法优越。相反，在较软的5级大理岩中，由于岩石较软，人造孕镶金刚石钻     

金刚石钻头转速与寿命的关系

使用金刚石钻进，钻头的寿命是一个很重要的问题。钻头的质量、金刚石的品级、钻进规程都影响钻头的寿命。在钻进时我们一定要使用合格的钻头，严格遵守钻进规程和钻进注意事项，以免造成非正常损坏而使钻头寿命降低。钻头的寿命与钻进规程有密切关系。在钻进规程的三个参数中，对于孕镶钻头来说，转速对钻速的影响尤为突出。因此，分析转速与钻头寿命的关系是很重要的。现在假设使用的钻头是合格的；钻进压力是恒定     

金刚石钻进中总功率消耗的试验研究

在金刚石钻进中，施加轴向载荷钻进时，钻机总功率消耗值（N_钻）取决于岩石性质、钻压、转速、钻具长度及冲洗液类型等因素。在261队试验测定的条件如下：用JU-1000型钻机，BW-200水泵，φ56.5毫米人造孕镶金刚石钻头；对于103—10孔（绳索取     

人造孕镶金刚石钻头优化钻进——定切入量钻进试验研究

在使用人造孕镶金刚石钻头进行回转钻进的生产实践中，不断总结和发展了各种不同的工艺方法，由最初的恒压钻进，到后来的控速钻进，目前又提出并正在研究定切入量钻进方法。     

水平孔孔深和倾角的数学关系及钻孔轨迹控制

在水平孔钻进中，利用数值分析方法，建立在某种地层下按某种钻具组合和钻进参数钻进时，孔深和倾角的数学关系，并根据钻孔轨迹情况，采用正确的纠偏技术措施。     

井下定向钻进用小直径通缆水力振荡器的研制

针对煤矿井下定向钻进过程中由于托压效应引起的钻进摩阻大、钻进效率低、钻孔深度受限等问题，提出通过钻柱振动减阻的技术思路。采用理论分析和数值模拟进行激振力、激振频率等关键技术参数的设计，研制ø89 mm小直径通缆水力振荡器。在室内测试碟簧和圆柱弹簧两种辅助复位原件结构的振荡器性能，并在淮南张集煤矿井下进行实钻试验。结果表明:碟簧式水力振荡器在300 L/min流量时，最大压降1.9 MPa、激振力8.11 kN、频率13 Hz，适合安装在近钻头位置辅助减阻；圆柱弹簧式水力振荡器频率在300 L/min流量时，模拟测试150 m通缆定向管柱最大变形量2.86 mm，最大复位力7.98 kN，频率11 Hz，适合安装在钻柱中间主要减阻；在张集矿井下-600 m疏水巷10号孔定向钻进产生明显托压时使用圆柱弹簧式水力振荡器，使平均钻压降低33%，钻效提高126%，显著降低钻进摩阻，提高定向钻进效率。研制的ø89 mm小直径通缆水力振荡器为煤矿水平定向钻进中托压问题提供一种新的解决方法。      

泥浆泵的变量问题

在地质勘探工作中，由于钻孔的孔身结构、钻具配套、机械钻进速度及所钻岩层性质、冲洗液比重、粘度等一系列差异，所需的冲洗液量也是不同的；再则，小口径金刚石钻进、大口径合金或钢粒钻进以及不取岩心的全面钻进对水量的要求也不一样，因而要求泥浆泵的排量可以调节和变化，以满足不同口径、不同孔深、不同地层的钻进需要，加快钻进速度，提高钻进效率。