新型电磁式孔底冲击器工作机理研究

冲击回转钻进是一种提高硬岩钻探效率的有效方法,实现冲击回转钻进的关键设备是冲击器。针对现有液动、风动冲击器在应用中存在的不足,提出了利用可充电电池组为动力的新型电磁式孔底冲击器的设计思路。详细介绍了新型电磁式孔底冲击器的结构和工作原理,对冲击器的控制系统、电磁驱动部分及电池组供电方案等关键设计技术进行了阐述。研究表明,新型电磁式孔底冲击器能够克服液动、风动冲击器的众多不足、优点显著,具有广泛的推广应用前景。     

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。     

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     

SC—150型射流式液动冲击器通过部级鉴定

由长春地质学院和无锡钻探工具厂共同研制成功的SC—150型射流式液动冲击器,于1991年5月上旬在长春市通过部级鉴定。液动射流式冲击器是用射流元件控制冲击器的一种新型钻具。它以钻进冲洗液作工作介质,经过一个双稳射流元件,使钻具的活塞冲锤产生冲击,传至岩芯管和钻头,使钻具的纯回转钻进变为冲击回转钻进。该钻具的特点是:钻进效率高,比普通回转钻进小时效率提高210％,回次进尺和合班进尺分别提     

冲击器无损测试的探讨

随着冲击回转钻进技术的迅速发展,许多大专院校、科研单位在研制冲击器的同时,对其性能参数的测试方法,进行了大量的研究。到目前为止,对压力、流量、冲击频率的测试已有一套比较有效的方法。而对冲击功的测试还存在一些问题。例如,无论是冲锤末速度计算法,还是示功图法,都要损坏冲击器,这就给测试工作带来极大的不便。我们在研究MT型冲击器的过程中,对无损测试冲击功方法进行了反复研究。在武汉地院北京研究生部1983年研究的冲击力传感器的基础上,研制成功了MZG型冲击功传感器。      

射流式冲击回转钻具及其使用效果

我国研制和使用液动冲击回转钻进技术是五十年代末开始的,目前已有十多个单位从事这项研究工作。研制成各种冲击器廿余种。射流式冲击回转钻具(又称射流式冲击器)目前已成系列产品,经10万余米进尺证明,该钻具结构简单。易于操作和维修。在各种不同岩石中使用硬质合金钻头可比单纯回转钻进提     

基于压电力传感器冲击功的检测方法研究

液动冲击回转钻探具有防止岩心堵卡、提高勘探效率的重要作用,冲击器冲击功的无损精确检测一直是困扰冲击器研究机构及生产单位的难题。本文利用压电力传感器、电荷放大器将冲击器的冲击力波形转换为电压波形信号,再利用MP4221采集板和基于Visual C++语言研发的实时采集、显示软件将冲击力波形采集到PC机,并实时显示冲击力波形曲线;依据动量定理和冲量定理,通过研究冲击器冲击功与最大冲击力的关系,确定了冲击功与最大冲击力的关系式,即冲击功与最大冲击力的平方成正比。文章通过标定实验台架进行了可行性验证,实验表明,利用压电力传感器可以准确地检测出冲击力波形,结合标定台标定出的“冲击功-冲击力”关系式系数可以准确地计算出对应的冲击功波形。     

背压对射流冲击器的影响

在钻进中射流式冲击器常受外界因素影响,使工作性能发生变化。所谓外界因素,主要来自背压,背压常常干扰主射流的正常切换。例如,随着孔深的增加,冲击器会逐渐降低频率和冲击功,直至失去作用。      

页岩气钻井用机械式螺杆冲击器结构设计与应用

为突破深层页岩气钻井过程中遇到的难钻地层提速提效瓶颈,本文引入旋冲破岩理念,将螺杆钻具和轴向冲击器的功能机构进行融合,研制了可实现旋转切削+轴向冲击双作用的机械式螺杆冲击器。通过对机械式螺杆冲击器进行结构设计和原理分析,明确了其工作特点;通过对凸轮机构和冲击执行机构进行强度校核,明晰了其结构强度可以满足使用要求。将机械式螺杆冲击器应用于西南页岩气工区现场2口井,结果表明,与常规螺杆钻具相比,机械式螺杆冲击器在2口井的机械钻速分别提高了20.4%和24.4%,说明其具有进一步推广应用的价值。     

JSC-75型液动射流冲击器

冲击回转钻进是提高中硬以上岩石钻进效率的有效方法。我们在铁岭地质大队已有经验的基础上，与北京工业大学协作，一九七二年以来先后研制了110、91毫米和JSC-75型液动射流冲击回转钻具。目前已经有八台钻机采用此种钻具。七年来主要用JSC-75型冲击回转钻具钻进了28.564米，完工钻孔139个，最大孔深440.46米。取得了较好的经济技术效果。一、冲击器结构、工作原理及主要技术性能JSC-75型液动射流冲击回转钻具（图1）由钻杆接手（1）、75型射流冲击器、岩心管（26）和硬质     

机电液一体化集土式扩底钻机具的研制与试验

针对机械式扩底钻具存在扩孔与取土、清孔分离,工序复杂,孔内沉渣难以清理干净,施工效率低,扩孔质量、精度无法保证等问题,研制了机电液一体化集土式扩底钻机具。重点研究集土式扩底钻进施工工艺,集土式扩底钻具的机械结构设计、液压系统和电气控制系统设计,并进行机电液一体化集成试验。结果表明机电液一体化集土式扩底钻机具集扩孔、集土功能于一体,扩底直径准确、扩孔精度高,减少工艺步骤,提高工作效率,满足旋挖钻进扩底桩的施工需求,实现智能化扩底钻进。     

新型重力式冲击器工作原理与设计的研究

旋转冲击钻进技术能够有效解决硬岩地层钻进困难的问题,冲击器是旋转冲击钻进技术的关键设备。针对目前的液动式冲击器在使用过程中存在的各种问题,研究了将钻杆的回转运动转换为冲锤在竖直方向上往复运动的新型重力式冲击器。对新型重力式冲击器的工作机理、关键零部件的设计和重要性能参数进行了详细论述,并介绍了对其相关的使用和维护。新型重力式冲击器结构简单、对复杂环境适应性强,并且克服了液动式冲击器因易损元件破坏而导致冲击器失效的问题,具有广泛的推广应用前景。      

套管钻进技术在煤矿复杂地层中的应用探讨

我国的地质条件和煤层特征差异大,复杂地层中构造煤发育,瓦斯含量高,地应力大,煤层破碎松软,易发生塑性流变。采用套管钻进技术替代传统的常规钻杆进行钻孔瓦斯抽采,可提高工作效率,防止卡钻、塌孔等事故的发生,提高瓦斯抽采的效率,并可以不起钻取出钻头等孔底钻具组合下筛管,解决在井下复杂地层中钻孔瓦斯抽采的难题。介绍了套管强度及孔底组合钻具结构,探讨了套管钻进技术在煤矿复杂地层中的应用前景。     

贵州毕节市CK1地热勘探井钻井技术分析

本文通过对贵州毕节市CK1地热井的特点及施工的研究,有效解决了高陡构造地层钻进问题。该井开孔即见基岩,常规工艺加压困难,难以保证孔斜;下部钻孔岩石硬度大,研磨性较强,可钻性差。通过分阶段变化钻进工艺,上部开孔使用空气潜孔锤吊打,后期采用牙轮钻头加螺杆钻具组合,在钻井效率过低的复杂地层则简化钻具组合,使用牙轮正循环工艺钻进,合理调整钻进参数可迅速建井。通过使用有准对性的洗井方法可迅速成井。本文通过对地热井多工艺钻进及完井工序的要求及改进,并针对现地勘单位对地热资源开发的实际情况进行了总结和分析,找出存在的问题及解决办法。本次研究为地热田的开发总结了经验。     

南黄海大陆架科学钻探CSDP-02井钻探施工技术

本文介绍了南黄海大陆架科学钻探工程CSDP-02井施工概况以及采用的关键技术。主要有:海域岩心钻探钻井施工平台的建设;超前卡簧座加拦簧技术;高密实度砂层钻头内径镶合金保径技术;底喷式钻头技术;三层管钻具和MBM盐水泥浆技术。通过对以上难点的解决,取得了很多重要成果。钻井井深2843.18m(钻台至海底33.30m),实际进尺2809.88m,并完成了测录井等重要工作。为地质钻探在海洋钻探方面迈出重大一步。     

偏重钻铤在丁集矿冻结造孔施工中的应用

钻井技术的关键是预防及控制孔斜,通过对目前常用4种防斜钻具组合的适岩性、井深、井斜及钻效等指标对比,在冻结造孔施工中选用了适用地层广、防斜性能好并具有纠斜作用的偏重钻铤。为发挥偏重钻铤的防斜作用,宜增大转速,并使钻铤减去部分的重量应位于离轴线尽可能远的部位。在淮南丁集冻结孔施工的三十多口钻孔中,井斜一般均在0．5°以内,钻效超过2400m/台·月。     

龙羊峡水电站左岸坝肩尾工超深定向排水孔施工控制技术

龙羊峡水电站左岸坝肩尾工4个孔径130 mm、孔深80 m超深倾斜定向排水孔工程,从坝肩EL2610全部钻通至EL2530排水廊道（2 m×2.5 m)理论设计终孔点。采用瑞典Atlas-A32型潜孔钻机施工。针对该钻机钻具偏垂度3%的困难（同时也验证了其偏垂度3%的科学性）,从技术参数控制和施工工艺控制上克服了潜孔钻施工超深定向孔偏垂度过大的技术“瓶颈”,总结出了瑞典进口Atlas系列潜孔钻机冲击回转钻具施工超深定向孔的技术成果,为国内不同行业同系列Atlas系列钻机施工超深定向孔提供了参考依据。     

哈萨克斯坦KKM油田钻具强稳降振提速技术研究

KKM油田下部砂泥岩互层非均质性强导致井下钻具振动剧烈、PDC切削齿寿命低,且井眼易偏斜。目前在用PDC钻头多采用5刀翼或6刀翼16 mm切削齿以降低井下振动保证PDC钻头寿命,但降低了钻头攻击性导致机械钻速较低。针对KKM油田下部地层特点,优选了4刀翼19 mm复合片PDC钻头。该钻头具有较高的破岩效率和攻击性,可大幅度提高机械钻速;同时通过底部钻具组合动力学分析,优化形成了双稳定器+单稳单弯（0.5°）钻具组合,3个稳定器串联具有较强的稳定降振作用,配合小弯角螺杆钻进可有效提高防斜能力,降低了井下振动,配合大尺寸聚晶金刚石复合片PDC钻头实现了三开井段一趟钻完成的目标,机械钻速提高115.35%。     

兰渝铁路深孔钻探沉渣处理

孔内沉渣厚时会造成下钻不到底或埋钻事故,严重影响钻探的正常进行。介绍了兰渝铁路工程地质勘察孔深850m的西秦岭3号孔沉渣处理过程,总结出一些在破碎地层沉渣事故处理的经验和措施,为类似事故提供借鉴。     

伊朗Y油田水平井钻井技术

伊朗Y油田水平井面临着地质岩性多变、地质靶区不确定、裸眼井段长、井眼摩阻大、长水平段井眼轨迹控制困难等一系列钻井技术难点。结合Y油田一期水平井钻井实践,详细总结、形成了包括井身结构优化、螺杆钻具类型及其稳定器外径优选、钻头选型、侧钻钻具组合优选、水平井段优快钻井、KCl聚磺钻井液在内的6项水平井钻井技术。该技术在YS9井得到成功应用,定向段和水平段施工比设计提前12.4 d。Y油田水平井优快钻井技术的应用,能够提高钻井成功率,缩短水平井的建井周期,降低钻井成本,对Y油田后续的水平井施工起到一定的指导和借鉴作用。