国外探工动态(十三则)

△加拿大在拉布拉多地槽勘探多孔隙易碎的风化淋滤型富铁矿时，先后试用七种钻进和取心方法，结果以双管反循环取心钻进最为成功，并使日进尺达到64米，样品质量符合工程要求，此法已在该矿区推广采用。双管反循环钻进采用双管钻柱，钻井液（水）和空气由内外管间隙送入，经钻头和内管返回地表。钻进时用特制三牙轮钻头，采取岩样呈碎屑状，由于及时返出地表，判层准确性良好。为了保护孔壁，特别在深孔钻进时，采用了特种高分子（Quick-trol）泥浆循环。     

钻柱纵振固有频率与钻机转速之间的关系

井内钻柱振动会对钻进效率带来极大影响,而合理的钻机转速是从激振频率角度减小钻柱振动的有效方法之一。通过ANSYS建立了金刚石绳索取心钻井钻柱有限元模型,分析了钻柱纵振固有频率随井深变化趋势,并研究了钻柱纵振固有频率与引起钻柱共振的临界转速之间的关系;综合分析了钻井深度、钻柱固有频率、钻机转速之间的联系,在其基础上预测了各段井深钻进时所应避开的钻机转速,为实际钻进过程中合理的转速选取提供了理论依据。     

复杂岩层金刚石钻进套管护孔的体会

我队钼矿区勘探初期用钢粒钻进,由于矿层软,岩心采取率低,无法得出正确评价。从一九七四年起用金刚石钻进后,保证了钻探质量,取得了良好地质效果。由于该矿区地表有厚约30~150米的石英岩,节理发育,坚硬破碎,研磨性强,钻进时掉块、坍塌和漏水现象严重,对金刚石钻进很不利,严重影响钻头寿命,影响整个钻孔的顺利施工。     

金刚石钻进岩石可钻性分级的试验研究

目前钻探工作中采用的破碎岩石的方法,主要是机械方法.金刚石钻进、硬质合金钻进和冲击回转钻进,都是采用机械方法破碎岩石.岩石的主要机械物理性质,如压入硬度、弹塑性、研磨性等,对机械破碎方式有直接的影响,而这些影响又有其共性,因此,长期以来人们就企图把岩石的物理性质与其可钻性联系起来考虑. 以机械方式破碎中硬以上岩石,发现有这样一个基本规律,即凡是硬质合金难以钻进的岩石,用金刚石或冲击回转同样难以钻进,只是绝对单位进尺率不同而已.这说明用机械方式破碎时,岩石的抗破碎阻力是有某些共性的.当然,也有其差异的一面,例如,岩石的单位进尺率即与所     

人造金刚石钻进的开孔问题

人造金刚石钻进时用什么钻头开孔好?用硬合金钻头开孔,受到岩石硬度的限制.硬合金钻头在坚硬岩石中钻进,效率低,成本高.采用大口径的人造金刚石钻头开孔也存在效率和成本问题.用钢粒钻头开孔,由于残留钢粒的存在,换径钻进时往往使人造金刚石钻头损坏而过早报废. 我队在漓渚铁矿区施工,地表岩石坚硬而且破碎,不得不采用钢粒钻头开孔,经三     

岩心钻探通俗讲座

第三讲 钻进技术岩心钻探,目前均采用以回转钻进为主的机械破碎法,经过机械破碎岩石而形成钻孔。破碎岩石效率的速度取决于正确的选择破碎工具和钻进工艺,这个破碎岩层的过程,就是钻进技术所属范筹。根据岩性不同,我国广泛采用硬质合金和钻粒钻进的方法。金刚石钻进方法也开始逐步使用推广。第一节 岩石的机械物理性质     

反循环钻进中的一些理论问题

反循环是一种新的钻井工艺。由于泥浆在钻杆内上升的速度高出正循环几十倍,因而排碴速度快。在一般钻进比较困难的卵砾石层中、只要卵砾石粒径能从钻杆中通过,便可不经破碎而直接排至地表,所有这些都大大减少了钻屑在井底的重复破碎,减少了破碎岩层的功率消耗,提高了钻进效率,降低了钻井成本,在大口径钻井中得到了广泛地应用。在水井钻     

潜孔锤钻进方法介绍

潜孔锤钻进方法，是在钻头或岩心管之上联接一个孔底冲击器（潜孔锤），在钻具于一定给进压力（钻压）下迴转的同时，给钻头以高频冲击能量，进行孔底冲击迴转钻进。根据岩石破碎的弹性理论，在一定予压下的岩石冲击破碎强度低50—80％。潜孔锤钻进比无予压的钢绳冲击钻进的效率高3—5倍以上。由于冲击能量传递散失少，潜孔锤钻进比地表的     

液动冲击回转钻进技术问答(续三)

二十三、液动冲击回转钴进是怎样破碎岩石的？答：冲击回转钻进时，钻头上的硬质合金切削具同时作用着两个力：一个是回转方向的回转力；另一个是轴向的冲击力。因此，它具有回转钻进破碎岩石和冲击钻进破碎岩石的两种特性。目前在分析冲击回转钻进岩石破碎机理问题上，存在着两种不同的观点：一种观点认为，岩石的破碎主要是由冲击载荷引起的，钻具的回转只是移动切削具的位置，以便将破碎了的岩石切剪掉；另一种观点则认为，岩石的破碎仍然是以回转作用为主的，冲击     

各向异性岩石破碎过程分析及其钻进用钻头设计研究

钻探工程施工中经常遇到各向异性岩石。钻进各向异性岩石时,不同方向上的岩石强度是不同的。在垂直地层方向上的岩石最容易钻进破碎,其他方向破碎阻力较大,因此岩石压挤核成椭圆形。轴载用于克服岩石的内摩擦阻力和克服来自岩石破碎时产生的反力。在岩石反力垂直分力的作用下,对钻头产生翻转力矩。在此翻转力矩的作用下,钻头偏斜,钻孔弯曲,直接影响钻进效率和钻孔质量。因此,要采取措施解决这个翻转力矩问题。俄罗斯博士Скоромных В. В.教授等对此进行多年研究,提出了宜用钻头设计的新思路。     

空气潜孔锤钻进是提高钻进效率的有效途径

空气潜孔锤冲击钻进与常规回转钻进技术相比,是以动载钻头冲击破碎岩石方式取代静载切削岩石的方式;岩石的体积破碎代替了研磨剪切破碎;是目前提高钻进效率的最佳钻进技术之一。在同井同钻机钻进时,其钻效可较常规钻进提高11-18倍;在邻井相同地层、相同技术要求时,其钻效可提高13倍左右;在同一勘探区、相同技术要求时,其钻效可提高9倍左右。通过反复对比论证,认为空气潜孔锤钻进能有效提高钻进效率,较好的体现出其潜在的经济与环保价值。     

浅谈提高工勘中岩心采取率的几点措施

工程地质勘察的钻探工作中取出比较完整的原状岩心是工程勘察的必然要求。由于建设工程主要是在地表覆盖层中进行,因此钻探工作珏然面临包括砂卵石层、砂层、风化破碎、松散破碎层、土层、泥岩、页岩等水敏性岩层,以及不同程度的破裂带、地层剥离带、泥石流带等。因此,根据施工中钻进的复杂岩层,选取正确有效的泥浆类型和适当的岩心采取技术,对减少孔内事故,提高岩心采取率,提高钻探质量,实现安全快速钻进具有重要的意义。     

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。     

科学深孔复杂地层钻进技术难题与对策

介绍了在复杂地层科学深钻施工时遇到的困难和问题,主要包括破碎地层钻进问题和强缩径地层钻进问题,讨论了解决这些技术难题时采取的应对技术方案和措施,涉及取心钻进工艺方法和器具、钻机、泥浆体系以及极破碎、强缩径地层的特殊钻进、固井工艺和器具。     

钻柱振动特性的仿真分析

钻进过程中,钻柱振动是不可避免的,而且钻柱产生振动的原因是多方面的。随着研究的深入,人们不仅认识到钻柱振动对钻井作业产生的负面影响,还认识到利用振动可以得到许多井下信息。运用一根钻杆模型,分析了其在不同工作状况下的振动特性,得到了钻杆在横向、纵向、扭转振动的多阶振型,以及对应的应力应变图。对照振型和应力应变图,联系钻井实践中各种钻柱失效形式,以期从中找出一些振动与钻柱失效的关联,更好地利用振动去解决生产问题。     

煤层气多分支水平井钻井技术在樊庄区块的应用

基于樊庄区块3号煤层的地质和力学特征,该区块适于采用多分支水平井钻井技术开发煤层气。分析了煤层气多分支水平井存在的安全钻进及储层保护、井眼轨道控制、井下复杂事故和新式钻井工具及仪器等技术难点。通过2口井现场实施情况表明,在煤层的水平段及分支段钻进过程中,宜采用近平衡钻井,钻井液以清水为主;尽量保持井眼轨迹沿煤层中上部靠近煤层顶板位置钻进,且实施快速钻进;减少煤储层在钻井液中的浸泡时间,以利于保持煤层井壁稳定,减少煤储层的伤害及煤层坍塌危险;水平及分支段中,减阻短节(AG-itator)的使用能降低井下摩阻,避免钻柱的螺旋屈曲;钻遇断层、破碎带时要提前完钻,防止井下复杂事故的出现。     

基于钻柱状态估计的坑道回转钻进智能优化方法

为解决现有研究中难以通过随钻获取孔底钻进参数,仅利用孔口数据进行回转钻进操作参数优化准确性不高、提升效果不足的问题,通过构造孔内状态观测器估计孔底钻进参数信息,提出基于钻柱状态的坑道近水平回转钻进智能优化方法。首先分析煤矿井下坑道回转钻进特性,考虑实钻约束条件,提出机械钻速和钻头磨损的优化目标评价方法;随后建立轴向和扭转维度的集中质量钻柱动力学模型,构建基于该模型的钻柱状态空间方程,得到了孔口-孔底钻柱运动状态映射关系;基于此设计了状态观测器,利用李雅普诺夫稳定性分析方法,得到反馈增益矩阵L,以估计孔底钻头的运动状态,并进行仿真分析评价;最后综合孔口采集的数据和孔底状态估计,运用NSGA-Ⅱ多目标优化算法实现了动力头转速和给进压力的优化,并利用安徽淮南某煤矿实钻数据进行了验证。结果表明,基于钻柱状态估计孔底信息进行优化后的钻速和司钻操作相比预计提升32.47%,仅利用孔口实测数据优化后的钻速仅预计提升15.04%,基于钻柱状态估计的坑道回转钻进智能优化方法更具优势,孔底估计钻进信息对提升钻进水平具有关键作用,研究对煤矿坑道回转钻孔实现高效、智能钻进具有重要理论与实际意义。     

关于热熔钻进工艺的试验研究

热熔钻进工艺是一种通过熔化岩石来破碎岩石的新的钻进方法.在圣彼得堡矿业学院钻探实验室对这种新型钻进方法进行了试验研究.介绍了所用的钻进试验台、热熔钻头、所钻的岩石和钻进工艺.试验表明,钻头电热功率和钻头轴载是决定钻进效果的2个主要工艺参数.对于同一种岩石,钻进速度随钻头电热功率的增大而增大;当钻头电热功率不变时,根据所钻岩石岩性的不同,钻进速度随钻头轴载的增大而不同程度地增大,增加钻头轴载有利于提高玻璃状孔壁的质量,但不宜过大.热熔钻进工艺在无套管固井和工程施工中有很好的应用前景.     

绳索取心复合钻柱的动力学行为研究

绳索取心复合钻柱在岩心钻探“满眼钻进”过程中,钻杆易出现不同程度的划痕、压痕及磨痕等情况。本文利用非线性有限元方法,采用三维管单元对绳索取心复合钻柱拉压两处截面的涡动轨迹、涡动速度、横向振动、纵向振动规律进行了分析。结果表明：转速的增加和钻压的增大会显著增加钻柱与井壁的碰撞次数;在相同钻压条件下,随着钻柱回转速度的增大,钻柱与井壁的碰撞机率增加、接触轨迹增长,致使钻柱与孔壁的滑动摩擦机会增多;钻柱的涡动速度均值将随钻压和转速的增加而增大,转速大于钻压的影响;转速的增加则会加大钻柱的横向振荡频率,钻压的增大会增加钻柱横截面的纵向振荡幅值。     

适于钻进黄土砾岩层的内外阶梯肋骨钻头

这型钻头适合在黄土砾石层钻进。钻进时能将砾石挤入孔壁或破碎较大砾石,因肋骨条上也镶有合金,所以增加了钻头的耐磨性,延长了使用寿命和钻头进