潜孔锤反循环钻进中心通道内岩屑运移数学模型

针对潜孔锤反循环钻进中上返岩屑回落堵塞中心通道问题,将气力输送理论应用于反循环携屑。采用气力输送理论对潜孔锤反循环钻进中心通道内岩屑颗粒进行受力分析;从动力学角度建立潜孔锤反循环钻井中心通道内岩屑运移数学模型;通过编程计算求解岩屑在不同初始条件下速度随时间、空间变化特性。结果表明:初速度大于沉降末速度的岩屑颗粒作减速运动,初速度小于沉降末速度的岩屑颗粒作加速运动,最终岩屑颗粒沉降末速度趋于同一个值,与初速度无关;气固速度比与岩屑尺寸有关,随着岩屑颗粒直径增大,气固比降低。该数学模型为改善反循环钻进携屑能力提供了理论依据。     

潜孔锤反循环钻进岩屑粒度分布规律

研究岩屑粒度分布规律有利于进一步分析潜孔锤反循环钻进的碎岩机理。采用分布函数和分形方法对反循环钻进产生的岩屑粒度分布进行描述,并得到岩屑粒度分布规律。结果表明：试验用岩屑的粒度分布符合Gandin-Schuhmann分布和Rosin-Rammler分布,其中岩屑颗粒更贴近于G-S分布;岩屑粒径遵循分形规律,可以用分形方法描述反循环钻进中岩屑粒度的分布特征。从岩屑粒度分布来看,大于5 mm的颗粒占总质量的74.8%,表明潜孔锤球齿破碎岩石以体积破碎为主;块状颗粒分布在5~12 mm,说明岩石的体积破碎存在大小差异,并伴随有重复破碎。     

钻井岩屑分形分析的现场应用研究

岩屑是反映地层资料的重要依据,在实验条件下岩石的可钻性与岩屑的分形维数存在明显的相关性,但现场岩屑的几何特征及粒度分布受到钻进过程中多因素的综合影响,不同条件下获得的岩屑粒度分布规律不同。因此采用分形理论对不同工程及地质条件的岩屑进行分析,总结各因素对岩屑分形规律的影响及其影响程度。结果表明：岩屑粒径分布具有良好的分形特征;现场岩屑分形维数是对井下各种因素的综合表现,比较符合实钻情况;等破碎概率Pc是判断钻进效率的参数之一,可通过调整钻进参数降低Pc值,提高机械钻速。     

定向钻进水平段钻屑运移浅谈

在定向钻进时水平段的岩屑运移问题一直没有得到重视,由此引发的各种孔内事故时有发生,本文介绍了岩屑在定向钻进水平段时的运移方式,建立了钻杆不偏心和偏心的力学模型,同时针对水平定向钻中各因素对岩屑携带的影响分别讨论。     

空气潜孔锤钻进地质编录方法及地质效果评价

该文总结了在空气潜孔锤钻进时岩屑收集、分层、质量计算、岩屑的鉴定、描述等编录工作,并对这种钻进方法的地质效果、地质信息等进行了初步评价。     

合理设计岩屑规程保证正常钻进条件——金刚石钻进技术专题之一

论述了正常钻进的条件，提出了合理岩屑规程是保证正常钻进的关键和设计钻头的主要依据之一，讨论了岩屑规程与金刚石钻头唇面工作状态、孔底表面粗糙度和岩屑粒度的关系，提出了相应的建议。     

反循环钻进岩屑颗粒上返机理的研究

一、研究的必要性反循环钻进速度的快慢与许多因素有关，如钻孔深度、钻头结构、泵的吸程及安装高度等。能否迅速排除孔底岩屑对钻进速度有很大影响，排屑的快慢主要取决于循环液在钻杆内的上返速度。在钻杆内的上返速度最低值应大于岩屑在钻杆内的悬浮速度。为了寻求更符合反循环钻进岩屑颗粒悬浮速度的计算公式，作如下试验。     

关于金刚石钻进工艺优化几个问题的研究

孕镶金刚石钻头钻进时,孔底所剩岩屑数量直接影响钻进是否处于正常状态,正确设计岩屑规程可以保证钻头正常钻进。计算和实验证明,冲洗液流在钻进过程确实产生空化气蚀现象,对钻头磨损有严重影响。设计各个通道过水面积相等的钻头,可以基本解决这个问题。应该保证供给的冲洗液量与机械钻速之比保持在合理的范围内。     

取岩屑钻进技术专题讲座：第二讲 取岩屑钻进方法分析

介绍了回转反循环钻进、贝克冲击反循环钻进、射流反循环钻进、潜孔锤冲击反循环钻进和真空抽吸取样钻进等五种取岩屑钻进方法.     

孕镶金刚石钻头胎体磨损因素

了解金刚石孕镶钻头磨损的因素,才能合理设计和使用金刚石钻头。认为岩屑是孕镶金刚石钻头磨损的主要因素。调整钻进参数和钻头设计参数,以控制岩屑对钻头的磨损强度,可收到好的钻进效果。     

采用中空式潜孔锤进行反循环钻进

专门为反循环取样钻进设计的BULROC-6型中空式潜孔锤，在钻进中能使岩屑通过钻头与锤体的中心孔返到地面。这种中空式潜孔锤能有效地避免用普通潜孔锤进行反循环钻进时所造成的混样问题。岩心钻探成本昂贵，且在破碎地层中钻进时，岩心采取率极低，因而岩心钻探往往无法应用。所以，在不要求采取岩心的部位，就可通过双壁钻杆连续反循环钻进采取样品。在坚硬地层中可用三牙轮钻头或潜孔锤钻进，在软地层可采用硬质合金凿刀钻头。     

机械钻速与金刚石底出刃、钻进规程参数关系的试验研究

俄罗斯钻探专家提出在金刚石正常钻进条件下,破碎岩屑的数量应与孔底排出岩屑的数量相应,否则,岩屑将会充满孔底部分,形成“岩屑垫”,阻碍岩石破碎,所以设计钻头和选择钻进规程参数时,应该保证破碎岩屑体积与孔底表面、钻头胎体间的体积,即充满孔底的体积相等。在此基础上提出了机械钻速（钻头每转进尺）的计算公式。该公式给出了机械钻速与金刚石底出刃、岩屑排出程度的关系。提出了金刚石正常出刃和非正常出刃的概念,并对正常出刃金刚石钻头和非正常出刃金刚石钻头进行了实验室试验研究和野外生产试验研究,取得了肯定的结果。     

煤层气录井技术在多工艺、新技术钻井条件下的应用

在山西三交地区的煤层气井SJSG-01井施工中,依据其钻探任务,采用了常规钻进、空气、空气泡沫、PDC＋直螺杆复合钻进、绳索取心钻进技术结合的多工艺钻进技术。一开采用常规三牙轮钻头和普通泥浆钻进,下完表层套管;二开先期采用空气、空气泡沫作为循环介质,利用潜孔锤钻进,在钻遇含水层大量涌水时,采用PDC钻头＋直螺杆复合钻进至完钻,在需要取心的井段,采用绳索取心钻进。针对不同钻进技术条件下岩屑录井、钻时录井、气测录井等工作存在的问题,采取了相应的技术措施,并对部分设备进行了改造。通过实践,总结出一套空气和复合钻进条件下的岩屑捞取、气体检测等现场录井方法。     

取岩屑钻进技术专题讲座：第一讲 取岩屑钻进技术的发展

介绍取岩屑钻进技术的优越性及其在加拿大、美国和澳大利亚的发展情况.     

地质钻探过程中上返岩屑的组分研究

采用全俄石油钻进研究院提出的岩屑组分研究方法,分析了乌克兰顿巴斯矿区地质钻探过程中上返岩屑的组分研究结果,可为钻探冲洗液的选择提供理论依据。     

迎接八十年代钻探技术的挑战

本文论述了钻探磨料、钻头和钻进工艺三个方面的技术现状和技术水平。目前,许多国家都在大力发展人造金刚石,它在钻探上的应用有三种形式,即单晶体、复合体和聚晶体,后者较有发展前途。在钻头方面,总的发展趋势是研制高效、长寿、低成本的人造金刚石钻头。本文从钻进工艺发展的角度论述了对钻头性能的一系列要求。在钻进工艺方面,探讨了当前广泛应用的几种钻探方法的应用范周、经济效果、关健问题和今后发展。这些钻探方法包括跟臂钻进、绳索取心钻进、反循环取心钻进、空气吹井金刚石取心钻进、无岩心钻进、取岩屑钻进、真空取样钻进、定向钻进及分支孔钻进等。本文在综合分析了钻探磨料、钻头和钻进工艺主要发展趋势的基础上,结合我国的具体情况谈了个人的一些看法。     

介绍一种反循环钻机

遵照毛主席“洋为中用”的教导,我们介绍了一种具有虹吸作用的反循环洗井钻机。由于钻进液流速较高,可以冲起较大的岩屑碎片。这种钻机可用于钻进裂隙漏失层。     

聚丙烯酰胺泥浆基础知识(一)

泥浆是一种洗井液,它在钻井中的重要性可以用“钻井的血液”这句话来概括。它的作用是人所共知的:平衡地层压力、稳定孔壁,排除岩屑,冷却钻头,润滑钻头和钻具以及保护岩芯、防止岩芯溶解和污染。也就是说,泥浆是安全快速钻进的重要条件。

     

超声波辅助PDC切削齿振动破岩仿真分析

PDC钻头在软至中硬地层钻进时具有钻速高、使用寿命长、设计灵活等显著优点,在钻井领域中的需求量逐年增加。而超声波钻进作为一种新型碎岩技术,由于在钻进过程中具有穿透能力强、钻进效率高等优点而获得了广泛关注。以超声波振动辅助PDC钻头破岩有望取得良好的钻进效果。为此,基于线型Drucker-Prager模型,利用ABAQUS软件建立了超声波辅助PDC钻进振动切削岩石的二维有限元模型,分析了不同超声波振动频率下PDC钻进破岩比功和切削力的变化规律,比较了超声波振动切削与常规切削岩屑形成过程的差异。研究结果表明,当激励频率从20 kHz至40 kHz增长的过程中,破岩比功与平均切削力都呈现先减少后增加的变化趋势,即存在一个最优频率位于25~30 kHz间,使破岩比功最小,钻进效率最高;超声波辅助振动切削的破岩方式与常规切削的塑性破坏不同,主要以脆性破坏为主,其切屑形成过程共分为4个阶段,且切削力保持为零的阶段较常规切削更为明显;当激励频率接近岩石固有频率时,超声波振动切削的平均切削力较常规切削小20.5%,并更易产生大块岩屑,使岩石产生更多体积破碎,从而提高破岩效率。     

空气潜孔锤在水源钻井中的应用

空气潜孔锤钻进是以压缩空气作为循环介质来洗孔、冷却钻头,将岩屑从孔底带出孔外的钻进方法。它具有钻井效率高、施工周期短和施工用水少等优点。通过两个不同情况钻孔的实际施工,介绍了施工背景、地层结构、配套设备及施工过程。从应用效果来看,该方法的钻效是传统泥浆钻进的3-4倍。根据水源井施工经验,总结出在干旱缺水和漏失层地区采用空气（泡沫）潜孔锤钻进的操作方法,并对其施工工艺进行了分析,指出了实际施工中的注意事项及应关注的问题。