CG型滚刀钻头的钻进机理及使用效果分析

本文介绍了滚刀钻头破岩机理、滚刀的分布规律，以及钻进参数等因素对钻进效果的影响，并通过施工实例对目前滚刀钻头使用中所存在的主要问题进行了分析。     

CG型滚刀钻头的钻进机理及使用效果分析

ＣＧ型滚刀钻头的钻进机理及使用效果分析刘三意，刘家荣，李洪（地矿部勘探技术研究所，廊坊１０２８４９）ＣＧ型液刀及滚刀钻头（见６１页广告图）由地质矿产部勘探技术研究所研制，干１９９３年通过了部级鉴定。１９９４年结合滚刀钻头在生产使用中所发现的问题，对滚...     

滚刀钻头在桩基施工中的应用

焊齿破岩滚刀钻头适应多种地层钻进。本文主要介绍了焊齿破岩滚刀钻头的钻进工作原理，在桩基施工中的钻进技术参数，滚刀刀齿的修复及应用效果。     

CG经济型滚刀钻头的研究及应用

介绍了滚刀钻头的特点、破岩机理、分布规律以及钻进参数等因素对钻进效果的影响,并通过施工实例对目前滚刀钻头使用中所存在的主要问题进行了分析     

对组合牙轮钻头和滚刀钻头的一些认识与体会

根据实践经验，分析了PZ系列组合牙轮钻头和CG系列滚刀钻头的结构特点，并就钻头使用中的钻头选型、钻进参数、泥浆循环以及注意事项等谈了一些认识和体会。     

平底改锥体滚刀钻头及应用效果

以滚刀钻头破岩理论及常规锥底翼状钻头破岩理论为指导，分析提出了平底滚刀钻头在易斜地层钻进偏斜度大的机理，并设计了改进锥底滚刀钻头的关键结构及主要参数，改平底滚刀钻头为锥底滚刀钻头并进行了施工应用，取得了非常理想的工程效果。     

镶齿滚刀及滚刀钻头嵌岩技术的研究

根据大口径嵌岩桩施工的需要，研制了镶齿滚刀及滚刀钻头，介绍了镶齿滚刀硬质合金齿的选择、布置，镶齿及密封技术，滚刀钻头的结构设计及钻进参数的确定。经生产性试验取得了良好的效果。     

孵漂石地层大口径钻头与钻进工艺的选择

根据工程实例，通过钻头和钻进工艺的对比试验，得出了利用大直径滚刀钻头，在致密卵漂石地层施工中大口径桩孔，能大幅度提高钻进效率。     

嵌岩扩底灌注桩及MRR型基岩扩底钻头

本文介绍了一种称为ＭＲＲ型的基岩扩底钻头，可钻进硬度较大的基岩，最大扩底直径可达４ｍ，钻头采用滚刀型式，可适用于正、反循环和无循环钻进方式，经三峡坝区施工表明，具有较高的经济效益。     

大直径滚刀钻头在卵漂石地层中的应用

通过施工现场对不同钻进工艺,不同类型钻头的对比试验,得出大直径滚刀钻头在卵漂石地层哪钻进具有优越性并提出影响其效率的因数。     

澳门美高梅金殿工程大口径钻孔扩底灌注桩施工技术

澳门美高梅金殿工程主楼基础为38根钻孔扩底灌注桩，桩孔直径为3m扩底到4．2-4．5m，场地狭窄，且是在微风化花岗岩中扩底。根据工程的具体情况，采用贝诺特工法、反循环四翼刮刀钻头钻进、滚刀钻头钻进等组合钻进工艺，同时采用在港澳地区限制严格的泥浆护壁钻进。为港澳地区用泥浆钻桩孔作出了典范，且取得了良好的经济效益。     

煤层顶板大直径定向钻孔用双级双速PDC钻头设计及应用

大直径定向钻进成孔技术的发展, 为“以孔代巷”技术抽采采空区上隅角瓦斯提供了技术支持。受限于井下设备条件, 常规大直径钻孔主要采用逐级扩孔工艺。然而, 逐级扩孔钻进需要多次提钻、下钻, 辅助时间长、工人劳动强度大。为提高煤层顶板大直径钻孔成孔效率, 开发了双级双速钻进工艺, 该工艺采用螺杆马达与钻机分别驱动一级、二级钻头进行单次双级扩孔钻进, 可大大提高成孔效率。通过分析双级双速钻进工艺特点、拟钻地层岩性等, 从剖面形状、切削齿排布、水路设计以及导向器设计等方面设计了双级双速钻头, 该钻头采用球头螺旋形导向器, 更容易沿既有钻孔轨迹钻进; 采用等切削布齿, 提高破岩效率、降低切削齿不均匀磨损, 进而提高钻头寿命与钻进效率。设计的双级双速钻头进行了现场试验, 试验表明双级双速钻头能够沿先导孔钻进, 较常规逐级扩孔钻头综合效率提高25%以上, 使用后钻头磨损均匀, 满足了双级双速工艺要求, 大大提高了煤层顶板大直径钻孔施工效率。      

煤矿井下碎软煤层泡沫钻进技术及应用

针对煤矿井下碎软煤层瓦斯抽采中风压空气钻进施工中排粉能力有限，易造成粉尘污染问题，提出采用煤矿井下泡沫灌注系统及宽翼螺旋钻杆进行高效泡沫钻进的技术方案。通过对钻孔环空间隙流场的数值模拟，研究宽翼螺旋钻杆结构对泡沫钻进高效排粉的影响，确定头数3、槽宽26 mm、螺距110 mm为宽翼螺旋钻杆的优化结构参数。在淮北某矿3204工作面碎软煤层中进行了深度达195 m的本煤层钻孔试验，结果表明，相对于中风压空气钻进工艺，钻进回转阻力降低了42%~48%，表现出高效的排粉效果，可提高煤矿井下碎软煤层钻孔深度和成孔率。该工艺可为类似煤矿井下深钻孔施工提供借鉴。      

切削齿型结构对金刚石钻头钻进性能影响的仿真分析

基于有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA,建立了孕镶金刚石钻头的三维有限元模型,研究了钻头切削齿结构对钻进性能的影响并进行现场试验验证,提出了一种基于Image-Pro Plus的应力面积分布对比方式。结果表明：同心环齿型钻头在钻进初期沿旋转方向切削齿前缘出现应力集中现象,花齿型钻头未出现明显的应力集中;2种齿型钻头在钻进后期均会不同程度出现内外径边缘靠近水口部位应力集中现象,易导致钻头内外径部位变相磨损;花齿型钻头的钻进效率要优于同心环型钻头,但是钻进寿命有所下降。     

组合切削具产生的预破碎区对钻进效果的影响

从组合切削具将在岩石中产生预破碎区的论点出发,通过实验定量研究了预破碎区深度与掏槽刃切入深度的关系,得出了预破碎区有利于降低岩石强度及岩石破碎能耗的结论,并用生产试验结果进行了验证。提出了孕镶金刚石钻头钻进Ⅶ～Ⅷ级硬岩时仍存在预破碎区和切削、微切削破岩方式,以及预破碎区并非越大越好的学术观点。     

旋挖钻机碎岩计算方式的分析探讨

结合外载碎岩基本现象,对旋挖碎岩基本过程进行分析,得出其在回转钻进情况下的螺旋破碎的碎岩形式。然后根据岩石破碎时的压入条件,以单个截齿为研究模型,得出轴向压力的理论计算公式,继而参考库伦纳维的内摩擦理论,得出了切削力的理论计算公式。根据不同钻具形式,将单个截齿的计算公式扩展,得到了旋挖钻机压力和扭矩参数的计算公式。将轴向力与切削力计算公式中在特定工况下的影响因子简化,得出了旋挖钻机钻进过程中进尺速度与切削力的理论关系。最后利用LS-DYNA动态分析软件模拟了单个截齿在不同侵深条件下的切削力变化曲线,并将曲线与同等工况下理论计算的曲线进行对比,得出单个截齿的入岩参数理论计算公式。可为入岩旋挖钻机设计提供参考。     

多维冲击钻井提速技术在新疆油田的应用

为克服新疆油田重点探井二叠系地层岩石可钻性差、含砾地层严重粘滑振动,石炭系地层岩性致密、硬度高、研磨性强等难点,利用多维冲击振动结构实现大体积破岩、有效控制扭矩波动、抑制钻头粘滑振动,缩短钻井周期、降低钻井事故发生率。现场应用表明,多维冲击钻井技术能在可钻性差、深部硬岩地层实现高效破岩、钻井提速,有效地控制了钻井成本,值得在适宜地层进一步推广应用。     

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。     

不需起拔套管的孔内扩径钻具设计

针对下套管护壁后,下部地层出现新的缩颈、垮塌问题,设计了一种不需起拔套管的孔内扩径钻具。描述了该扩径钻具的结构和工作机理,其扩孔尺寸可通过调节滑心滑块的尺寸来改变;导出了冲洗液量与金刚石切削块上的钻压之间的理论公式,为选择合理的扩孔钻进规程提供了一种参考依据。野外应用表明,该扩径钻具能够满足现场扩孔要求,减轻工人劳动强度,提高钻进时效。      

Experimental Study Optimizing Hole Cleaning-Cuttings Transport in Oil Drilling Engineering

With a clear understanding of the drilling fluid techniques and the cutting-taking mechanism, a new advanced model is set up for analyzing field data and quantitative forecast of cutting-taking mechanism. Therefore, a number of values affecting the drilling rate and the hole cleaning are studied over a wide range of parameters. Drilling data obtained under high-borehole-pressure conditions are analyzed to determine the causes of the reduction in rate of penetration (ROP) as the borehole pressure increases, which in some cases is caused by the buildup of rock debris under the bit. The theoretical achievement and testing conclusions can be very instructional for horizontal well drilling. Much higher annular velocities are required for effective hole cleaning in directional wells than in vertical wells. Highviscosity muds are observed to provide better transport than low-viscosity muds.