节水钻探新技术及其改型应用

传统的钻进工艺需要消耗大量的地表水,而干旱缺水地区钻探又经常会遇到缺水问题。针对这一问题,基于孔内地层水局部循环节水思维,研制了脉动器替代地表钻探泵的传统出水阀,利用地表钻探泵缸体中的水经过脉动器后形成水力脉冲驱动孔内潜水泵工作,使孔内地层水实现孔内局部循环完成正常钻进,可节水4/5~19/20。其潜水泵改型为液动冲击器、潜水泵改型成潜孔扬水泵、潜水泵改型成锤击打入式取样器,可实现孔底回转冲击钻进、抽取地下水满足缺水地区及时补充泥浆池供水的需要、在不扰动地层的情况下取得原状土。该节水钻探新技术在钻进过程中基本不消耗地表水,且不扰动地层,并能显著提高机械钻速,在干旱缺水地区具有广阔的应用前景。      

西部干旱地区节水钻探的新思路及其配套技术

钻探过程需要消耗大量的地表水.为解决干旱地区工程型缺水的问题,提出了基于孔内地层水局部循环的节水钻探新思路;论述了以脉动器和潜水柱塞泵为主的节水钻探关键技术及其结构设计和参数设计;研讨了开发配套技术的必要性,提出了解决管线刚度和气泡问题、提高吸水效率、对反向行程水击的补偿等6项配套技术.中国属于严重缺水国家,利用地层水实现孔内局部循环钻进是经济、环保的好方法,生产试验表明借助中俄合作开发的节水钻探新思路,达到了既节水5～20倍,又不扰动地层,还能提高钻探效率的目的.     

汶川地震断裂带科学钻探项目WFSD-4孔钻探施工概况和关键技术

介绍了汶川地震断裂带科学钻探项目WFSD-4孔钻探施工概况及采用的关键技术,包括螺杆马达-液动锤-长半合管取心钻进技术、偏心扩孔取心技术、防冲蚀取心钻头技术、大斜度定向钻进技术、活动套管技术、新型钻井液体系和新型深孔取心钻机等。     

新型滤水套管技术在东宁地区水文地质钻探中应用

为解决松散第四系含水层水文地质钻探成孔问题,加大自主创新力度,首次改进了新型滤水套管,并在东宁地区开展了初步应用.选用气动潜孔锤钻进工艺配合使用新型滤水套管的方法施工水文地质钻孔.结果表明:新型滤水套管技术不仅满足了卵砾石及破碎含水层成井过程中套管护壁的需求,同时满足了高效滤水的需求,显著提高水文井成井效率,为本地区水文地质钻探工作提供实践经验和技术参考,具有广泛的应用前景.     

节水钻探新技术及球体冲击器研究

传统的钻进工艺要消耗大量的地表水,在干旱缺水地区钻探经常会遇到缺水问题.介绍了一种节水钻探新技术,论述了其工作原理,室内外试验表明该技术能够达到既大量节水又提高钻进效率的目的.在此基础上介绍了一种用于软-中硬岩层中回转冲击钻进的新型球体冲击器的结构、工作原理以及大幅度提高机械钻速并降低成本的试验效果.     

试论月球表面钻探取样的难点与关键技术

简述了月球表面钻探取样的意义与现状,重点讨论了月球表面钻探取样必然面对的能源、钻机质量、取样设备润滑、钻头排除岩粉与冷却、保证钻进所需的压力和取样可靠性等难题,并针对这些难题提出了可用于月球钻探取样的若干关键技术。     

节水钻探系统井下工况判断水力模型

节水钻探是基于解决干旱地区和漏失地层钻探严重缺水问题而发展起来的一项最新技术,其通过实现钻井液的孔底局部循环,使钻进过程中的用水量降为原来的5%～20%。节水钻探系统在使用过程中,由于孔内不返水,在地表只能通过观察压力表的变化量来判断孔内工况,精度不高。通过研究,最终解决通过地表压力变化值来判断孔内工作情况的量化问题,建立初步理论模型,从而更加准确地判断孔内的工况,使这套钻具更快地应用到实际工程中。     

泡沫潜孔锤在水文水井钻探中的应用前景

介绍了泡沫潜孔锤的结构及工作原理,阐述了其优点及在水井钻探中的应用前景。     

海域地质岩心钻探关键技术分析与应用

海域固体矿产资源勘探、开发是海洋开发和利用的重要组成部分。本文主要从钻探设备、工艺、安全等方面对海域地质岩心钻探工程技术进行分析,总结了相关技术措施：一是除依据地质要求选择常规钻探设备外,要依据海域环境特点,选择安全可靠的钻探平台;二是钻孔结构设计、钻进方法、冲洗液等均应符合海域特点和要求;三是必须坚持安全第一原则,编制安全应急预案等。通过山东莱州三山岛北部海域金矿勘探项目应用实例,证实了海域地质钻探工程技术的适应性。     

ZDY4000LD定向钻机关键技术研究

ZDY4000LD定向钻机和配套随钻测量系统(MWD)适用于煤层定向长钻孔瓦斯抽采作业。介绍了钻机研制过程中针对稳固系统、主轴制动装置进行的仿真分析;阐述了定向钻机液压系统、主轴及夹持系统等关键技术。该型号定向钻机已为煤矿用户所接受,具有很大的技术发展空间。     

自动化智能化地质岩芯钻探技术装备研发与应用

为解决5000 m地质岩芯钻探基础准则与依据缺失问题,提高钻探装备的自动化、智能化水平,启动了5000 m智能地质钻探技术装备研发工作,通过钻机装备、钻探器具研制,钻探工艺技术研究并经试验示范验证,取得多项创新成果,形成了5000 m地质岩芯钻探技术体系。通过特深孔钻孔口径与管柱规格优化研究、钻杆规格设计、装备性能参数选配,形成了5000 m地质岩芯钻探技术规范体系;基于5000 m特深孔地质岩芯钻机、孔口自动化作业装置等关键设备研制,实现了绳索取芯钻进的孔口作业全流程自动化,形成了轻量化钻机孔口管柱柔顺控制技术;基于复杂地层孔内工况判别、钻进参数优化与轨迹优化控制等技术问题研究,形成了多源信息融合的地面与孔底一体化钻进过程智能控制技术;基于高性能薄壁绳索取芯钻杆和系列小口径高效钻具研制,形成了大深度绳索取芯系列钻杆钻具技术;研发了耐高温环保型冲洗液、生物破胶废浆处理技术、“广谱型”双浆堵漏技术,形成了绿色环保型冲洗液体系与护壁堵漏技术。     

自动化智能化地质岩芯钻探技术装备研发与应用

为解决5000 m地质岩芯钻探基础准则与依据缺失问题，提高钻探装备的自动化、智能化水平，启动了5000 m智能地质钻探技术装备研发工作，通过钻机装备、钻探器具研制，钻探工艺技术研究并经试验示范验证，取得多项创新成果，形成了5000 m地质岩芯钻探技术体系。通过特深孔钻孔口径与管柱规格优化研究、钻杆规格设计、装备性能参数选配，形成了5000 m地质岩芯钻探技术规范体系；基于5000 m特深孔地质岩芯钻机、孔口自动化作业装置等关键设备研制，实现了绳索取芯钻进的孔口作业全流程自动化，形成了轻量化钻机孔口管柱柔顺控制技术；基于复杂地层孔内工况判别、钻进参数优化与轨迹优化控制等技术问题研究，形成了多源信息融合的地面与孔底一体化钻进过程智能控制技术；基于高性能薄壁绳索取芯钻杆和系列小口径高效钻具研制，形成了大深度绳索取芯系列钻杆钻具技术；研发了耐高温环保型冲洗液、生物破胶废浆处理技术、“广谱型”双浆堵漏技术，形成了绿色环保型冲洗液体系与护壁堵漏技术。     

大洋钻探重入钻孔技术与系统发展应用

通过对美国“格罗玛·挑战者号”、“乔迪斯·决心号”以及日本“地球号”大洋钻探船搭载的重入钻孔系统进行调研,介绍了大洋钻探重入钻孔技术现状、系统组成、工艺流程与应用。经过了大量实践验证的“挑战者号”和“决心号”上的重入钻孔系统和采用的重入方法是成熟可靠的,可为我国大洋钻探船的建造提供经验和借鉴。     

水力喷射微小井眼技术用于海域水合物钻探的可行性分析

天然气水合物具有储量丰富、清洁高效的特点,世界各国非常重视天然气水合物资源的调查和开采工作,我国在2017年顺利实施了海域天然气水合物直井试采工作,并取得了丰硕的成果。水力喷射微小井眼技术是一项正在兴起的新型钻探技术,已经在石油钻探中得到了一定的应用,将其应用到海域天然气水合物钻探中具有钻井成本低、可顺利完成水平段钻进、降低井眼轨迹控制难度、储层污染小,降低了大规模海底坍塌的风险的优势,但是还存在着水平段长度短、井壁稳定性差、卡钻事故处理难度大、钻井工具开发难、连续油管寿命短等关键技术问题需要解决。     

定向钻进技术与装备在穿层定向长钻孔中的应用

针对硫磺沟煤矿工作面常规施工单孔深度不足、有效孔段短、钻进施工效率低、钻孔孔径小等诸多问题,提出采用窄体式ZDY4000LD（C）型履带钻机、第二代随钻测量系统（YHD2-1000（A）型）等附属定向设备进行穿层定向长钻孔成孔技术,以提高钻孔成孔精度、钻孔深度,增大钻孔孔径等参数,减小煤层因受采动影响,导致工作面瓦斯涌出量增大的问题。现场试验施工了4个大直径穿层定向长钻孔,孔深300 m以上钻孔成孔率达到100%,孔深最深399 m,最大钻孔孔径193 mm,钻进总进尺1581 m,平均孔深395.25 m,钻孔抽采效率显著增加。其中3号钻孔最大抽采混合流量8.3 m³/min,最大抽采纯量1.6 m³/min,瓦斯抽采浓度51%,瓦斯抽采效果显著。     

韩城地区中深层钻井取热供暖关键技术

地热井钻取优质的地热水是采灌型地热能供暖系统的前提条件,是影响整个水热型地热能项目经济效益的最敏感因素,而钻井关键技术对地热井的成井质量具有重要意义,对地区地热产业的发展有着举足轻重的作用。根据韩城地区地热资源赋存的地质特征及开发过程中遇到的难点,在理论分析和试验研究的基础上,研究了韩城地区地热钻井施工的关键技术问题,提出韩城地区地热钻井取热供暖五大关键技术问题：防塌高效钻井技术,地热井止水工艺,酸化增产增灌处理措施,原位采灌工程优化布置,梯级换热与回灌技术。通过对生产过程中遇到的技术难题进行理论分析,提出解决问题的关键技术,对五大关键技术进行了逐一阐述。这些关键技术对于韩城地区开发利用中深层地热资源具有重要的科学与工程意义,也可为其它地区提供借鉴。     

直推钻探技术在污染场地调查中的应用现状研究

钻探技术是污染场地调查中唯一可直接获取地层样品的科学手段。其中直推钻探技术具有无冲洗介质、机动灵活、推进速度快、样品干扰小等优点。本文在已有国内外研究基础上,对比分析了西班牙TEC15和美国7822DT两类直推钻机的结构、推进工艺特点,后者具有较高静推进力和起拔力;研究了单管和双管两种直推钻具的结构组成和取样过程,并指出由于单管内设PVC取样套管,可有效保持土样的完整性,效率较高;分析了核磁共振(NMR)、土体水力测试(HPT)、膜界面探测(MIP)的技术原理和设备组成,MIP对污染物三维浓度探测具有更大技术优势;分析了国内直推钻探技术与设备的发展状况,并结合我国污染场地的地质条件和研究现状,指出能够实现精准控制的推进钻探和原位检测一体化装备和技术验证是主要的发展趋势。     

新型高效破岩钻井技术及工业化应用研究

高效破岩技术对提高破岩效率、减少钻进时间和降低钻井成本有重要作用。近年来,针对当前油气田钻井深、地层硬度高、研磨性强、可钻性极差等特点,形成了新型的高效破岩技术。主要包括:新型气体安全高效钻井技术、孕镶PDC钻头+涡轮复合钻井技术、PDC钻头+扭力冲击器钻井技术以及新型ONYX360旋转钻头技术,现场应用表明,这些钻井技术对提高破岩效率、机械钻速和节约钻井周期和成本有较好的效果。