重庆秀山鱼泉矿区ZK0808孔钻探技术

从钻孔结构、钻探器具、钻头选择、钻进工艺及泥浆技术等方面介绍了重庆秀山鱼泉矿区钒锰矿普查中终孔深度为124357 m的ZK0808孔的钻探施工技术。     

山西灵丘腰站矿区ZK5201钻孔钻探施工技术

山西灵丘腰站矿区ZK5201钻孔,设计井深1350 m,开孔倾角75°,全孔岩石破碎、坚硬。为保证钻孔的顺利施工,采用SM植物胶无固相泥浆护壁,有效地解决了坍塌、掉块及保护孔壁稳定等问题。有针对性地定制了与地层相适应的高压特制钻头。同时,使用三套取心钻具,确定较合理的井身结构,较顺利地完成了该钻孔的施工。总结了该孔钻探施工经验和体会,为今后该矿区深孔施工积累了成功的经验。     

深孔定向孔的设计与施工

我局塔儿沟钨矿区钻探施工存在的突出问题之一是钻孔顶角上漂、方位偏转超差。85年，在矿区即将结束勘探工作之前，为控制Ⅰ、Ⅱ矿带最大延深深度和可能存在的隐伏矿体，设计了1200m的ZKW105孔。为确保该孔质量，队决定用定向钻探技术进行施工，采用S75绳索取心和BH-75不提钻换钻头技术进行钻进。定向造斜工具是部探矿工艺研究所研制的L2-73连续造斜器及其配套工具。经几个月的紧张施工，达到了预期的效果，现将该孔的定向钻探技术作一扼要介绍。     

长白矿区复杂地层多金属矿深孔施工技术

长白多金属矿区地层复杂,深孔钻探难度极大,采用先进的钻孔结构以及采用绳索取心钻进,利用同径绳索取心钻杆做技术套管,同时选用PAB高性能无固相冲洗液和选择高端广谱钻头的钻探技术,成功完成了一个孔深1505.88 m的钻孔,创造了吉林省地矿局钻探深孔记录。着重介绍了该孔钻探施工技术措施。     

江西省浮梁县朱溪矿区深孔钻探施工技术研究

详细介绍了朱溪矿区3个深孔钻遇地层、钻探设备、钻孔结构、钻头使用、起大钻、冲洗液使用、护孔堵漏、套管使用等具体情况。重点分析和总结了钻孔结构、钻头使用、冲洗液使用、护孔堵漏等钻探工艺技术,并提出今后深孔施工需慎重配套钻探设备、增大钻头外径、提高钻探效率、重视深孔孔斜尤其是方位超差和灰岩溶洞问题等建议。     

小秦岭灵宝金矿田整装勘查第一深孔钻探工艺

针对小秦岭枪马金矿区800 m以深诸多未知因素,借鉴山东、安徽等钻探单位的深孔施工经验,缜密详细地制定了施工设计方案,成功地完成了该区金矿田2018.86 m第一深孔的钻探施工任务。介绍了该孔的钻探工艺和施工技术。     

舟山海域淡水资源调查岩心钻探技术

舟山海域淡水资源调查项目DZS1孔,水深15 m、钻孔深度达202.1 m,在以粘土层和砂层为主的第四系覆盖层全孔取心、在风化基岩层取心2 m。在第四系覆盖层不下套管直接利用φ127 mm钻具进行绳索锤击取心钻探,基岩采用φ127 mm钻具作为套管、φ50 mm钻具单动双管回转取心钻探。介绍了该孔的主要施工工艺与质量控制方法,包括勘探船抛锚定位、潮汛对钻杆的影响、钻探取心过程控制、用取心钻头不取心扫孔技术、更换钻头技术、泥浆工艺等。     

金川科学深钻预导孔钻井液技术研究

金川科学深钻预导孔为大陆科学钻探选址与科学钻探实验中的钻探项目之一。设计钻孔深度为2000～2500 m,主要采用S122、S95和S75绳索取心钻进技术。考虑深部钻探以及绳索取芯小环隙特点以及金川矿区复杂地层特点,钻井液成为重要的技术设计环节。本文对金川预导孔泥浆体系和性能指标的设计方法进行了论述,重点研究了深孔小环隙泥浆循环的特点和复杂地层条件下绳索取芯工艺适应性问题;论文还针对该矿区坍塌和漏失地层的护壁方案进行了预案设计。     

威海地区3000m深部地热钻探关键技术的应用与分析

“山东省文登-荣成-威海地区深部地热资源调查”项目是“山东省2018年度38个省直地质勘查项目”之一,总体目标是通过小口径深部钻探技术来完成3000 m测温孔的施工,为地热地质调查、钻孔测温、岩心热物性及放射性元素含量测试等工作提供通道和具体实物资料。本文结合3000 m小口径地热探孔的施工进程,系统介绍了该深孔的钻孔结构、施工设备、钻探工艺方法及关键技术等内容,重点针对严重破碎带、高应力复杂地层条件的泥浆技术、深孔钻头技术等展开了试验对比和分析研究,采取针对性技术措施,成功地解决了孔内复杂难题,配套研究的长寿命高效钻头提高了钻孔施工效率,减少了钻探成本投入。论文还探讨了深孔地热钻探的“现场标准化建设和绿色施工”管理方法。     

斜孔中金刚石钻头磨损情况分析

1989年,我队承担黄金坪金矿区详查钻探施工任务.钻孔均为75～80°斜孔,平均孔深300m左右.主要岩石有闪长岩、闪长斜长混合岩、混合花岗岩、石英脉等.岩石级别为9级以上.岩层坚硬、完整、研磨性强、产状陡.金刚石钻头非正常磨损严重,钻头寿命短,钻探成本高.目前已完成钻探工作量1500m,消耗金刚石钻头82个,钻头平均进尺仅18.3m.钻头磨损情况见下表. 经分析,钻头在斜孔中非正常磨损与其受力情况有关.     

论龙永煤田坑柄矿区钻孔结构设计

针对龙永煤田坑柄矿区钻进过程中普遍存在的＂硬、漏、塌、涌、斜＂等复杂现象,在多年的实践基础上,摸索出一套适合本区的钻孔设计结构和钻进方法：开孔用φ130mm合金钻头钻至完整岩层,下φ127mm孔口套管,然后用S95mm金刚石钻具将上部硬岩钻穿,至稳定岩层后下φ89mm套管,最后用φ76.5-77.5mm合金金刚石钻头钻至终孔。另外,把S75mm钻具的钻头外径由φ75mm增加到φ77＋0.50mm,一方面可保证经过改扣的φ89mm套管能够继续作为技术套管使用;另一方面也有利于排除岩屑、防止糊钻、缩径卡钻、冲蚀孔壁、降低泵压、减轻抽吸和压裂孔壁造成的钻孔漏水坍塌等故障,更好的起到护壁防塌效果。经统计,该钻孔结构设计将钻孔的平均时效提高到1.68m/h,提高了50%;平均钻效达到626.34m/钻月,提高了21%;单孔最高钻效达到782.27m/钻月。     

绳索取心钻进技术在煤田勘探超深孔施工中的应用

针对孔深超过1 000m时,原有绳钻设备、机具、工艺、技术无法达到钻探施工的要求。特别是施工中因裂隙、溶洞发育,常会发生涌、漏水严重,泥岩缩径,煤层多,粉煤多,易坍塌等情况。为解决该区钻孔施工难题,研究出绳索取心钻进钻具实行三级配套方案,在施工中采用合理的钻孔结构,用套管隔离不稳定地层,在钻进中运用金钢石钻头,在粉煤取心时选择底喷式（侧喷）金刚石钻头,保证泥浆质量等技术措施,并对不同地层条件下的钻进参数、冲洗液配方和钻进方法进行了介绍。通过大河矿区深部勘探应用实例,证明该方法可有效缩短工期,提高经济效益。     

韩城桑树坪二号井松软煤层钻进技术研究与实践

针对韩城桑树坪二号井煤层松软破碎,现有设备能力小、自动化程度低、钻探工艺不合理导致瓦斯抽采钻孔钻进深度浅、钻进效率低等问题。对研究矿区3号煤层进行了大螺旋钻杆回转钻进、宽翼片螺旋钻杆空气钻进与宽翼片螺旋钻杆清水钻进工艺试验。试验表明:宽翼片螺旋钻杆清水钻进工艺施工效率是原来的1.5倍,钻孔深度由80 m左右提高到了200 m以上,成孔率达80%以上,满足了桑树坪二号井工作面瓦斯抽采钻孔施工要求。      

煤矿井下3 000 m顺煤层定向钻孔钻进关键技术

保德煤矿大盘区工作面采前瓦斯超前治理模式要求井下定向长钻孔能够沿煤层钻进3 000 m以上,针对现有技术装备在超长定向钻孔施工中存在滑动钻进困难、进水水路压耗大、有线随钻测量信号传输距离受限、冲洗液无法循环利用等问题,开发了煤矿井下基于螺杆马达水力加压和超长钻具正反扭转给进的滑动钻进减阻工艺、基于回转钻进倾角控制和侧钻分支的复合钻进轨迹控制技术,设计了低压耗进水水路系统、泥浆脉冲无线随钻测量系统和冲洗液净化循环系统,结合保德煤矿生产需要,完成了主孔深度3 353 m、孔径120 mm的顺煤层超长贯通定向孔。钻进效果表明:滑动钻进减阻工艺有效降低了给进力,显著提高了深孔滑动定向钻进能力;基于复合钻进的轨迹控制技术,保证了钻孔轨迹沿煤层定向延伸,并提高了钻进能力和钻进效率;泥浆脉冲无线随钻测量信号长距离传输稳定可靠,克服了有线随钻测量信号传输的局限性;井下冲洗液净化循环系统净化效果良好,实现了井下定向钻进冲洗液循环利用。研究成果对支撑煤矿大区域瓦斯超前治理、以孔代巷工程、水害防治及地质勘探等技术进步具有重要意义。      

中硬煤层瓦斯穿层钻孔无泵式双通道机械掏穴钻头设计与应用

为了解决随钻式掏穴技术钻进中需要配套泥浆泵调节流量以切换钻进、掏穴状态,控制效果不甚理想等问题,开发了无泵式双通道机械掏穴钻头,该钻头配套双通道钻杆及双通道送水器使用,在钻具内形成2套互不连通的水路,环空水路用于冷却钻头携带岩粉进行正常钻进,中心水路用于控制刀翼开合,大大提高了刀翼开合的控制精度,同时无需配套泥浆泵,提高了随钻掏穴技术应用范围。通过钻头结构设计、齿轮齿条计算以及水路结构优化等,提高了钻头可靠性,采用设计的钻头在淮北朱仙庄煤矿进行了现场试验,试验共完成了?120 mm的钻孔101个,施工总进尺2 861.5 m,钻孔平均深度28.3 m,出煤量0.20~0.69 t/m,单孔平均出煤量0.22 t/m。采用双通道造穴技术可将原常规施工?120 mm钻孔直径扩大至4.1倍。试验证明:设计的双通道机械掏穴钻头,能够满足无泵式机械掏穴的需求,大大提高了施工效率。本研究为低透煤层瓦斯抽采增透提供了钻具支撑,为本行业类似掏穴钻孔施工提供了技术方案。      

富含FeS2结核松软突出煤层高效成孔技术与装备

针对河南义煤集团义安矿二1煤11080工作面富含FeS₂结核的松软突出煤层中的瓦斯抽采孔施工时,采用常规风压钻进技术出现的成孔深度浅、排粉困难、煤层钻遇率低等难题,提出了以钻杆翼片排粉为主、风压排粉为辅的复合排粉方式,通过对钻机能力的优选,钻具级配的参数优化,研制了Φ95/60.3 mm插接密封式螺旋钻杆和Φ98 mm胎体弧角型钻头,制定了钻进工艺参数,形成了一套可解决富含FeS₂结核的松软突出煤层施工的技术与装备。通过现场工业性试验,累计施工8个钻孔,最大成孔深度103.5 m,平均成孔深度近97 m,平均钻进效率10.4 m/h,纯钻进效率约18.3 m/h,表明了该套技术与装备在同类煤层施工中具有很好的应用效果。      

深井钻进时井底参数自动遥控系统用传感器的设计研究

我国正在计划打一口13000 m的特深地质井,以超过目前世界上最深的俄罗斯12262m科拉超深井,意义重大。深井、特别是超深井钻进中,除了钻井设备、钻具(含钻头)之外,钻井工艺和操作技术也非常重要。钻井工艺和操作技术目前主要是利用地面仪表显示的井底参数数据来进行指导的。但是这些数据与井底钻井参数的实际情况可能有较大差异,直接影响技术经济指标的提高。俄罗斯阿斯特拉罕国立技术大学В.Н.Есауленко教授等人,设计出了井底参数自动测量控制系统,其中传感器是必不可少的关键器具。现以方位角传感器设计计算为例对其进行讨论和分析,或许对我国打此特深地质井有一定的参考价值。     

基于单柱齿破岩过程的高压液动冲击回转钻进试验研究

针对煤矿井下穿层钻孔硬岩钻进效率低的难题,基于冲击回转钻进机理和Wassara高压液动冲击器主要特点,分析柱齿在冲击荷载下形成的破碎坑形态,并将其划分为崩解区、密实区、开裂区和弹性区。在此基础之上,对柱齿连续破岩的大间隔冲击和小间隔冲击2种情况进行过程分析,结合淮南潘三矿现场试验条件讨论高压液动冲击回转钻进工艺参数,优选高压液动冲击回转钻进配套钻机、冲击器、钻杆、钻头和清水泵,及主要技术参数。试验结果表明：当清水压力在15 MPa以上时,高压液动冲击回转钻进的平均机械钻速为24.67 m/h,与采用该技术之前的8.48 m/h机械钻速相比提高了约1.9倍;并采用回归分析拟合得到机械钻速与水压之间的线性关系,经过数理统计的F检验,F=8.82大于F_0.05(1,7),验证了回归结果是显著的,机械钻速随水压的增大而线性增大。高压液动冲击回转钻进技术可有效提高煤矿井下硬岩层钻进效率,保障煤矿安全高效生产。     

2000 m地质岩心钻探关键技术与装备

经过4年的攻关,国家“863”计划重点项目“2000m地质岩心钻探关键技术与装备”研制取得了多项创新成果,主要包括：完成了地面钻探设备及孔内钻探取心器具集成配套,形成了深部岩心钻探施工和示范能力;完成了山东金青顶矿区危矿专项ZK43—1钻孔施工,终孔深度2212．80m。全孔平均钻进时效为1．65m,岩心采取率为98．6％,钻孔质量优良;创造了3项钻深和套管下入深度全国记录;在大项目运作机制、产学研合作模式及钻探技术示范方式等方面积累了一些经验。详细介绍了项目的研制情况及取得的主要成果。