松软煤层螺旋钻杆钻进中的吸钻卡钻力学机理

针对在突出松软煤层钻进过程中常出现的吸钻卡钻现象,以水平钻孔为例,通过分析螺旋钻杆钻进过程中钻粉在螺旋叶片间的运动规律,确定了当钻进产生煤粉量大于钻杆排出能力时,易因煤粉大量积压产生吸钻卡钻现象的力学机理。从控制钻进速度,减少钻粉生产量的角度提出了防止钻进过程中吸钻卡钻方法。计算出直径Φ42 mm和Φ75 mm两种钻孔施工时为防止吸钻卡钻的临界钻进速度。经过在鹤壁六矿2123上顺槽、2143下顺槽试验,取得了很好的效果,表明在突出松软煤层螺旋钻进成孔过程中控制钻进速度是可行的。      

不同应力下煤体钻孔试验及钻进能量响应研究

针对钻孔过程中煤体应力对钻进能量的影响问题,利用自制的恒钻压钻进试验装置开展煤岩钻孔试验,测定了钻进参数,研究了钻进能量与煤体应力的关系;利用钻屑参数计算了钻屑表面能,研究了煤体应力与表面能的关系,通过对比钻进能量和钻屑表面能,对钻孔过程中能量的转化进行了分析。研究结果表明：扭矩功在钻进能量中占比95%以上,钻进能量随煤体应力增加而增加,近似呈线性关系;钻屑量和钻屑表面能均随煤体应力增加而增加,钻进能量向钻屑表面能转化过程中存在8%～33%的能量损耗,损耗能量的形式主要是声能和钻头摩擦生热。     

深部钻探钻参仪数据库管理系统

为解决深部地质岩心钻探钻参仪检测过程中产生的数据的存储、管理以及如何利用钻进参数的问题,结合自主研发的钻参仪建立了钻进参数数据库,并利用LabSQL工具包实现对钻参数据的录入查询等功能。并利用深钻现场实际采集的数据,在LabVIEW平台上调取钻进参数生成五组钻参曲线,并通过曲线回放分析判断钻进的工作情况,对实际钻探工作有一定的指导意义,最后提出对钻进参数深入挖掘利用的展望。     

深孔小口径金刚石钻进严重烧钻事故的预防与处理

深孔小口径金刚石钻进施工中,由于所配置的钻机钻进能力强,在深孔的中深及以浅孔段钻进时转速高、钻效高,常因钻头工作环境或某一钻进参数的改变,而发生金刚石钻头（岩心管）与岩石烧结为一体的严重烧钻事故。通过严重烧钻事故案例,分析出中深孔段金刚石钻进易发生严重烧钻事故的几种工作状况,并对预防严重烧钻事故及处理严重烧钻事故的关键问题进行探讨。     

基于数字孪生的智能钻探服务平台架构

针对地质钻进过程中钻遇对象未知且复杂多变、钻进事故频发的现状,采用数字孪生技术,构建了基于时序数据驱动的地质钻探数字孪生模型体系,用以满足随钻探测、工况识别、钻速优化等实际需求。将监测到的地表设备、随钻测量、钻进工艺等数据按照时间序列分解为事前数据、实时数据、延时数据和迟到数据,利用物联网技术将这些多源异构数据进行处理,采用时序数据进行特征分析,基于事前数据建立典型工况,实时数据进行随钻预测和钻进过程工况识别,延时数据和迟到数据演进融合进行钻后优化,建立了数字孪生智能钻进周期服务平台,平台设计了设备物理层、虚拟模型层、数据处理层及钻探服务层4层交互系统,实现钻前、钻中、钻后全数据的全过程集成融合,达到了钻进系统参数最优化配置和安全高效钻探的目的。基于上述平台,利用Unity3D软件开发了数字孪生智能钻进原型系统,实现了钻前设备的数字化设计、钻进过程孔内三维可视化和钻进过程参数实时监测与控制的功能。结果表明,基于时序数据构建的数字孪生模型可有效提高钻进过程的效率和可靠性。研究结果为智能钻探优化提供了全新的路径和方法,有望在煤炭、石油、天然气、页岩气等钻探领域实现工程应用。     

河南新蔡铁矿绳钻工艺出现的问题及其对策

为开展铁矿绳钻工艺深孔钻进工艺研究,选择在新蔡铁矿ZK5604勘探孔进行试验.该上部覆盖层第四系及新近系采用普通钻进工艺钻进至668.49m,Φ152mm钻头扩孔后下人Φ114.3mm套管661.82m,后改换XJSΦ77mm绳钻钻进.当钻进孔深730多米后,频繁出现Φ71mm绳钻钻杆和接头断裂现象,造成绳钻钻进中断,下部地层采用Φ94金刚石钻头普通钻进工艺继续钻进至终孔深度1 412m.分析认为:绳钻钻杆疲劳破损、钻孔级配不合理、设备故障和操作不熟练是造成频繁事故的主要原因,并提出相应的技术对策,为该区的绳钻工艺研究积累了资料.     

科学深钻扩孔钻头及钻进技术研究

阐述了科学深钻扩孔钻进的必要性,重点探讨了科学深钻的扩孔钻进工艺技术及其所用扩孔钻头、钻具的选型及结构设计,并提出了超万米深孔科学钻探扩孔钻进的工艺及钻头、钻具的设计。     

小口径金刚石深孔钻进烧钻事故的分析研究

小口径金刚石钻进的主要特点是转速高、钻速快等,操作稍不注意,就容易发生烧钻事故。详细分析了小口径金刚石钻进深孔烧钻的原因和预防措施及处理方法,列举了2个烧钻事故处理实例,分析发生烧钻的原因和处理过程,总结了经验和教训。     

不取岩心的球面式合金钻头

我队为了认真地贯彻冶金部在湖南召开的探矿现场会议的精种,大搞“千米钻”运动。为了提高小时效率和纯钻进时间,掀起了大闹技术革新和技术革命的新高潮,设计了岩心钻进的球面式钻头。经过反复试验推广,效果很好,大大提高了钻进效率,增加了纯钻进时间,解决了岩层中消灭岩心的钻进方法问题。过去我队二分队所钻地层大部份是4～6级的大理岩和白云岩,岩石较完整.所钻钻孔大部份是探花岗     

汶川地震断裂带科学钻探项目WFSD-4孔定向钻进技术应用

介绍了汶川地震断裂带科学钻探项目四号孔定向钻进的施工情况,包括定向钻孔的设计、造斜工具的选择、定向方法、钻孔轨迹控制以及无线随钻定向钻进施工、利用钻具组合进行定向钻进施工、侧钻绕障和定向钻进效果。     

MDES2000型微钻实验装置的研制

MDES2000型微钻实验装置可模拟真实钻进情况,可开展岩石研磨性与可钻性试验、金刚石钻头性能参数及寿命试验、优化钻进规程参数试验等室内的各种微钻实验研究工作。该实验装置可通过手动或程序控制完成模拟钻进工作,能够实现钻进过程中各项钻进参数（钻压、钻速、扭矩、转速及进尺）的监测、采集、处理及存储功能,还可建立钻进参数报表文件数据库。该实验装置对岩心钻探研究工作具有很好的实际指导意义。     

孕镶金刚石钻头全尺寸钻进与模拟钻进之间的相似关系研究

用不同直径的钻头钻进同样岩石时,各参数间的相似关系是利用室内模拟钻进资料和历史钻进资料指导和分析钻探生产实际的基础和桥梁。本文根据相似理论以及金刚石钻进碎岩机理分析了孕镶金刚石钻头全尺寸钻进和模拟(微钻)钻进的相似关系．揭示和讨论了钻头唇面的压力分布规律,每转切入深度相等的条件下钻压相似关系、钻速相等的条件下规程参数相似关系以及钻头磨损相似关系。并且通过实际钻进试验多种岩石,验证了这些关系的正确性和准确性。     

利用神经网络法预测风动潜孔锤钻速

风动潜孔锤钻进在钻效方面有着传统钻进方法无可比拟的优势。以往的钻速预测主要是针对回转钻进,而准确预测风动潜孔锤钻速则更具有现实意义,更有利于合理制定钻井计划。利用有多隐层的BP神经网络原理,综合考虑钻压、转速、风压、风量、钻井深度、钻头工作时间等各方面参数对钻速的影响,研究了贯通式潜孔锤冲击回转钻井钻速的预测方法,并对现场实际钻井作业进行了预测。预测结果与现场实际情况能很好地吻合。同时又以预测结果为基础,优选钻进参数以指导施工。     

螺杆钻定向钻进技术在处理事故孔中的应用

结合工程实例，对螺杆钻定向钻进技术应用于处理事故孔时的设计、施工进行了详细阐述。特别对螺杆钻在造斜钻进时的钻进工艺、形成分支孔时采取的技术措施进行了总结。     

悬空侧钻技术在红河油田水平井中的应用

在水平井储层钻进中,地层发生突变导致钻头偏出产层的情况时有发生,运用悬空侧钻的方法在储层内侧钻,选择更加有利的井斜角继续在储层内钻进,是一种高效、经济的施工方法。红河油田长8储层岩性为砂、泥岩互层,水平井在施工过程中易钻遇泥岩夹层,在水平段施工过程中钻遇泥岩后退至砂岩井段应用了悬空侧钻技术,通过优选侧钻点、侧钻钻头和钻具组合,采用合理的造斜率及侧钻钻压,确保其继续在储层砂岩中钻进,侧钻过程中油气显示良好。采用悬空侧钻技术成功地找到了储层,提高了储量钻遇率,为实现预计产量提供了保障。     

高能射流式液动锤在赵固一矿井 下穿层注浆钻孔中的应用

井下定向钻进是实现煤矿瓦斯高效抽采和防治底板突水的重要途径,多采用回转钻进的方法,钻遇硬岩地层时,钻进效率低、钻孔周期长、成本高,严重影响了井下瓦斯抽放钻孔等的工程进度及成孔质量。赵固一矿井下灰岩地层钻进试验结果表明,使用SC86H型高能射流式液动锤实施冲击回转钻进,通过合理控制泵压、转速和钻压,钻进效率较常规PDC钻头回转钻进提高了3倍,节约了钻进成本。     

牙轮钻头钻井参数探讨

在水井等钻井工程中,广泛采用牙轮钻头钻进硬岩。为了更好地发挥牙轮钻头高效钻进的优越性,进一步提高钻进效率,延长钻头使用寿命,降低钻井成本,有必要深入讨论牙轮钻头在钻进中的钻压、转速及冲洗液等钻进参数与钻进效率的关系。１　钻压牙轮齿对岩石的破碎作用有３种：即压碎、冲击和剪切。压碎是牙轮在钻压的作用下对岩石的静力压碎作用,其效果主要取决于钻压的大小和岩石的硬度;冲击是牙轮滚动时轮齿交替作用于岩石,而使牙轮轴心产生上下往复振动,冲击作用与牙轮的齿数、转速和钻压有关,冲击力与齿数成反比,与转速和钻压成正…     

掛钩式钻桿接手介紹

自从我院第一地质队使用双轮电动震动器在土层中进行震动钻进以后,不但改变了原来的繁重体力劳动,而且使钻进速度提高很快,每分钟钻进达5公尺左右。这样就使钻桿的增接工作赶不上需要,影响了钻进效率。于是我们就试制了一种挂钩式的钻桿接手,来代替过去用丝扣连接的接手,从而減少了扭接时间,满足了钻进需要。     

用HDK—1型钻参仪找最优钻进参数的探讨

一、问题的提出现在各类型钻探技术参数测示仪正在试制与推广，它不仅可以预防事故，更重要的是能起到对钻进参数的监示和测试作用。目前以黑龙江地质研究所研制、哈尔滨无线电七厂生产的HDK—1A型钻参仪所取得的参数最多，计有“泵量、泵压、钻压、扭矩、转数、钻速”六项。钻进时，合理利用钻参仪来选择、测试钻进参数，达到最大钻速，为初步实现科学指导钻进迈出了可行的一步。     

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。