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.     

新型节水钻探关键技术及其应用

在我国干旱缺水地区,采用传统的钻探工艺,生产所需的大量用水现场难以满足。论述了一种基于孔内地层水局部循环的新型节水钻探的工作原理,剖析了其理论设计的关键技术,并介绍了该技术在现场的示范应用及所采取的措施。研究表明,这种新型节水钻探设计思路新颖、设备简单,能够节约生产用水90%以上,同时能显著提高钻探效率。     

地表缺水与孔内漏失条件下工程勘察节水型钻探新技术

工程勘察节水钻探技术以一种新的技术思路,采用脉动器、孔内潜水泵和排气阀三个部件在原有的钻探设备与机具的基础上,实现利用孔内地层水冲洗循环钻进,不消耗地表水,并减少孔内漏失.本文着重介绍了该技术的设计思路、工作原理与室内试验、野外生产应用试验等内容,研究与试验表明,节水型钻探新技术工作原理先进,工作性能可靠,对地表缺水与孔内漏失条件下工程勘察的钻探工程提供有效的技术保障,具有广阔的研究应用前景.     

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.     

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。     

试论新技术革命下的科学钻探

科学钻探是一项技术含量高的高科技科学工程，也是一项庞大而又复杂的系统工程，它的实施离不开新技术革命，新技术革命是科学钻探的技术基础，随着新技术革命的不断发展，必将促进科学钻探向更快更好更深的方向前进。     

大洋钻探计划及其高新技术

在概述大洋钻探计划之由来与现状的基础上,重点阐述了大洋钻探中使用的钻探船及其高新技术,展望了新世纪大洋钻探技术的发展方向。     

基于小波分析的钻探孔内工况识别技术

根据地表钻探参数识别钻孔内工况是降低钻孔内事故的有效途径之一。在传统孔内工况识别技术基础上,利用小波分析提取孔内工况突变特征信息,并在相应典型工况识别表上对其变化斜率进行映射,快速识别当前工况,从而形成孔内工况早期快速识别技术。通过对CUG-2钻参仪采集的钻探参数进行信号分析,验证了该技术能有效地、准确地识别钻孔内典型工况。     

泡沫潜孔锤应用于水文水井钻探的钻进工艺初探

泡沫潜孔锤是将普通潜孔锤的工作介质从单一流体(空气)变成两相流体的压缩泡沫,并以泡沫作为动力介质驱动潜孔锤工作的新型工艺方法.从分析泡沫潜孔锤的结构特点和工作原理出发,结合室内实验,在钻进设备的配套、灌注系统的设计、钻进规程参数的选择等方面,对泡沫潜孔锤应用于水文水井钻探的钻进工艺进行了研究.结果表明,泡沫潜孔锤钻进技术有着广泛的应用前景.     

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。     

节水型液动冲击器及风动钢球冲击器研究

中国许多地区严重缺水的现状及国家地质大调查战略的实施,使得如何快速、高效钻进干旱缺水地区大量遇到的软-中硬岩层成为当务之急。从分析干旱缺水地区节水型冲击器的设计思路出发,对两种新型节水冲击器-风动钢球冲击器和液动冲击器的结构设计、工作原理进行了研究。结果表明,这两种新型节水冲击器的应用不仅能够大量节约钻探过程中的用水量,而且能够大幅度提高钻探效率,在干旱缺水地区具有广泛推广应用前景。     

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。     

基于水量平衡的农业节水潜力计算新方法

农业节水潜力是进行节水改造方案评估、用水效率评价及水资源优化配置的重要依据。在回顾和总结农业节水潜力评价指标和计算方法的基础上,综合考虑取水、耗水和回归水3个方面,提出了农业理论节水潜力的概念,并利用水量平衡原理对相应计算方法进行了推导。同时根据不同的节水措施,提出了农业耗水理论节水潜力、农业回归水理论节水潜力和农业取水理论节水潜力的概念及计算方法。基于新方法对柳园口灌区农业理论节水潜力进行了计算,结果表明柳园口灌区农业理论节水潜力为4636.59万m3;其中,农业耗水理论节水潜力最大,农业取水理论节水潜力次之,农业回归水理论节水潜力最小。相关结论为该灌区制定合理的节水灌溉措施和水资源高效利用策略提供了理论依据。     

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。