冬季呼伦湖环境科学钻探冰上湖泊钻探平台及取样技术

针对内蒙古呼伦湖的气候特点,为保证工作安全,实施冬季冰上湖泊环境科学钻探,设计研制了冰上湖泊钻探平台系统,满足了工程施工要求。考虑到呼伦湖沉积地层特点,研制了新型活塞式取样钻具和压卡式取样钻具,实践证明,取样效果良好,取心率达到了100%。     

液压剪切式取样钻具的研究

在海洋和陆地水域等松软地层钻探取样过程中,使用常规取样钻具取样易造成样品质量差、取样率低等现象,为此特别设计一种液压剪切式取样工具。介绍了该钻具的设计原理、结构参数和试验效果。     

煤层气调查评价钻探保压取心钻具设计与试制

目前煤层气勘探取样常采用普通的绳索打捞取心钻具获取样品,并通过获取的样品解析结果来评价目标层的储气量。在取样过程和煤心转移过程中,随着外界压力的降低,加快了煤心中煤层气的逸散,从而无法准确评价目标地层的储气量。针对这一问题,项目组研制了煤层气保压取心钻具,在获取煤心的过程中,保压筒始终保持取样处的压力,并且保压筒可直接与解析设备连接,避免常规取样过程中煤层气的逸散,提高解析数据的准确性,从而为煤层气储量评价提供精确的依据。通过取心钻具的结构设计、保压筒的耐压设计、加工试制和保压测试表明,保压取心钻具取心直径为85mm,最大耐压能力为20Mpa,保压两个小时压力损失不超过最大耐压值的7%,达到了设计和使用要求。     

海洋天然气水合物探测及取样钻具研制

在海洋天然气水合物资源调查评价过程中,通常先采用地球物理方法来探测海底拟反射层（BSR）,然后根据BSR的位置来判断水合物的分布范围和埋藏深度。但在钻井取样过程中发现BSR并不能完全准确地反映水合物的埋藏深度,为此项目组研发了一种绳索打捞式的组合钻具,在钻井过程中不仅能够使用随钻测量钻具探测地层电阻率来确定地层是否有水合物,而且还能通过绳索打捞方式更换取样钻具,完成水合物地层的取样。通过设计、试制和室内测试,验证了水合物探测及取样钻具方案是可行的,为后续的野外试验奠定了基础。     

三层管压卡取样钻具在岱海取样工程中的应用

当前环境问题受到人们越来越多的重视,而必不可缺的取样工程则成为环境科学研究领域中的关键。要想获得理想的环境取样效果,必须克服松散地层存在的堵心、丢心、样品被冲刷、孔壁坍塌等现象的发生。隔水式三层管压卡取样钻具主要是针对松散软地层取样而设计的。经岱海湖泊取样实践证明,取样器性能可靠,达到了预期目的,能够满足环境科学钻探100%取心率的要求。     

月球钻孔取心机具研制与试验

对月壤形成过程和物质组成进行了介绍,并将实际月壤基本物理力学指标与CUG-1型模拟月壤和普通干砂进行对比,认为在月球钻探取样过程中可能遇到具有一定胶结强度的硬质团块。我国探月工程三期的核心任务是实现月球钻探取样和返回,并明确要采用钻孔取样方式来获取能保持原始层理结构的较深层月壤样品。月表处于无水、高真空、微重力、日夜温差悬殊的极端环境,因此月球钻探取样采用的钻孔取心机具应结构简单,以减少钻进故障几率和拓宽对所钻月壤层的适应性。针对模拟月壤,分别对传统钻孔取心钻具、孔内取心钻具、孔外取心钻具、软袋翻转取心钻具、内外管联合（内管、外管）取心钻具进行了试验研究。试验研究结果表明,内外管联合取心钻具能更好地满足我国月球钻探取样返回的要求。     

天然气水合物非干扰绳索式保温保压取样钻具的研究

由于天然气水合物存在环境和性质的特殊性,使保温保压取样技术成为获得原位天然气水合物最有效的方法之一。保温保压取样钻具是获得天然气水合物真正物化特性的主要器具。通过多年对天然气水合物保温保压取样钻具的试验研究,设计了专门用于取海底沉积物和未成岩地层中水合物的非干扰绳索式保温保压取样钻具。介绍了钻具的结构、特点,及其配套的保温保压系统关键机构的功能、特点。对取心工艺和进行的海上功能性试验进行了详细说明,试验结果达到了设计要求。     

轻便无水取样钻机研制与试验

根据缺水地区钻探取样的实际需求,进行了无水取样钻机的研制与现场试验。本文介绍了无水取样钻机的研制过程和技术要点以及整机的特点和钻杆钻具的设计,并对功率和凿入效率进行了计算。经过野外试验和改进,最终实现了单人背负的无水钻进取样工作。     

刘长营环境科学钻探取样技术研究

针对环境取样的高取心率要求,利用SDR-100型全液压声频振动钻机结合压卡式钻具,完成了刘长营环境科学钻探取样。主要介绍了钻进工艺以及取样过程中遇到的问题,并给出了解决方案,最后对环境取样技术进行了展望。     

浅析软煤及煤层气钻探取样工具的结构特征

提出了在我国开展软煤及煤层气钻探取样的必要性和对取样工具的特殊要求,在总结提高采取率和取样质量技术途径的基础上,论述并具体分析了用于软煤钻探和钻取含气样品的新型钻具结构,得出了取煤样钻具应具有单动、超前、隔水、避振、防脱功能和取气样钻具应在此基础上增加密封、冻结、集气功能的结论。研讨的钻具结构特征对于开展软煤及煤层气钻探取样的同行具有参考价值。     

松辽盆地页岩油勘探大口径取心技术

大口径取心技术为页岩油勘探提供了准确可靠的岩心地质资料,本文主要介绍了川7-4型、KT-194型大口径常规取心钻具和ZYVC型大口径密闭取心钻具的技术参数以及这3种取心钻具在松页油2井大口径取心中的应用情况,通过对取心钻具、取心钻头、取心钻进参数的调整和改进,机械钻速大幅度提高,岩心质量优良,提高了钻进效率,为页岩油勘探取心提供了丰富经验和技术方法。     

树35-平27水平井密闭取心技术探讨

密闭取心能够提高岩心分析资料的准确性。通过水平段密闭取心,可以检验水驱油效果、定量分析油层的油水动态及剩余油分布情况。这对制定有效的增产增效措施、提高特低丰度油层单井产量和储量动用程度、完善开发方案等有着重要的意义。与直井密闭取心相比,水平井密闭取心难度更大。在进行水平段密闭取心技术难点分析的基础上,从井眼轨迹控制、钻具组合优化设计、取心工具配套和取心参数优选等几个方面进行了研究,并在树35-平27井进行了现场应用,取得了良好的应用效果。     

浅孔复杂地层φ110型绳索取心钻具的研制与应用

针对现有浅孔取心单管钻具结构简单,在浅孔复杂地层中钻进易出现取心率低,钻孔过程中无法护壁而导致孔壁坍塌,土样窜层及隔水、护心不力等问题,研制了一种适用于浅孔复杂地层的φ110型绳索取心钻具。为适应浅孔复杂地层钻探的需要,在打捞器中设计了一种连接杆式的安全脱卡机构,并增加了加重机构,得到了加重质量的理论公式。在内管总成中,改进了弹卡定位机构,删去了到位报信机构和岩心堵塞机构,并将普通绳索取心钻头替换为超前侧喷钻头,大大缩短了钻具的长度。推导了内管下落速度的理论公式,采用ABAQUS对绳索取心钻具的易损件——悬挂环和座环的损坏机理进行了分析。现场试验表明,该φ110型绳索取心钻具能完成浅孔复杂地层的钻探,并能有效地保护孔壁,提高岩心采取率。      

常规取心工具在定向井中应用的可行性分析

通过对岩心收获率影响因素的分析,认为常规取心工具可以在定向井取心中应用,但是岩心收获率要比直井低,并且随井眼弯曲强度的增大而降低。进一步分析并提出提高定向井取心收获率的方法,为定向井取心工具的研制提供了依据;引用国内外已有的钻井文献证明了以上结论。     

煤矿井下长钻孔煤层瓦斯含量精准测试技术及装置

针对煤矿井下大范围超前探测煤层瓦斯含量的实际需求,提出了煤矿井下煤层瓦斯含量测试密闭取心方法,设计并试制了适合于煤矿井下长钻孔煤层瓦斯含量精准测试的\     

国内外割心钻具研发概况与分析

在松散、松软、破碎等复杂地层钻进时,与常规取心技术相比,割心技术能够获得更高的岩心采取率。国内外研发的割心钻具主要包括双动双管、单动双管和绳索取心割心钻具3种,钻具研发的关键点主要包括岩心爪结构设计和加压方式选择。从钻具研发情况看,三角形岩心爪具有良好的闭合性能,液力加压能够实现对割心压力的准确控制,绳索取心割心钻具钻进效率较高,但研发难度相对较大。本文详述了国内外割心钻具的结构设计特点及取心操作流程,分析了钻具设计原理的优缺点,提出了割心钻具发展趋势,为割心钻具的优化设计奠定了基础。     

煤层气含量测定用绳索密闭取心装置及技术研究

煤层气含量是煤层气资源开发利用和矿井瓦斯防治的重要技术参数,针对地面井煤层气含量测定过程中因煤心损失气量估算不准导致的煤层气含量测定结果偏差问题,研制了地面井煤层绳索密闭取心装置,提出了地面井煤层绳索密闭取心技术工艺。煤层绳索密闭取心装置上端设计绳索投捞接口,配套设计绳索投捞工具串和绳索提升系统,实现取心内筒组件的快速下放与提升;采用液压推动头直接推动取心内筒下行、取心钻头与取心内筒配合的方式达到球阀旋转关闭的目的,在保证足够的取心内筒容积和过流环空间隙的同时,将密闭取心装置外径最小化（?114 mm）,配套?127 mm取心钻头,使整套密闭取心装置适用较多井型。选择晋城矿区（中硬、高变质、高瓦斯煤层）地面煤层气抽采检验井进行煤（岩）层绳索密闭取心试验,测试结果表明,煤层绳索密闭取心样品空气干燥基气含量为常规（绳索）取心样品气含量测值的1.12~1.17倍,绳索提心速度为63.60~66.92 m/min。地面煤层气井绳索密闭取心技术提高了煤层气含量测定准确度,实现快速提心、精准测定地面井煤层气含量之目的。      

天津东丽湖CGSD-01井取心问题及技术探索

天津东丽湖CGSD-01井位于天津潘庄凸起构造区,该井设计井深4000 m,完钻井深4051.68 m,该井的主要目的之一是通过分段取心钻进获取各地层的地质资料。本文主要介绍了通过尝试不同的取心钻具与钻进方法的组合,探索出一种高效的取心钻进方案,成功地解决了三开雾迷山组复杂地层岩心采取率低的难题,并高质量地达到了取心要求。通过对各技术方案的取心对比分析,总结了地热深井取心钻进的关键技术,以期对后续的钻探取心提供技术上的借鉴和指导。     

高含水油田密闭取心检查井水淹状况及主控因素研究:以扶余油田泉四段油层为例

密闭取心是高含水油田认识剩余油分布的重要手段。文章以扶余油田泉四段高含水期密闭取心井资料为例,系统提出了判别密闭取心井水淹状况的定性、定量结合的分析方法,定性方法包括岩心肉眼观察、镜下观察以及滴水试验等,定量方法包括岩心密闭情况判别、岩心分析油水饱和度校正、原始含饱和度计算、驱油效率及其与产水率关系确定以及水淹程度的分类及判别标准。应用上述方法实际分析了5口近期密闭取心检查井资料,统计了单井及总体的水淹特征,并结合密闭取心井层内、层间、平面非均质性以及所在位置的注采井位关系,提出了水淹状况及剩余油分布的主控因素,为进一步挖掘剩余油潜力奠定了基础。     

煤矿井下复杂地层近水平钻孔绳索取心钻进工艺试验研究

针对煤矿井下钻孔常规单管取心存在取心率低、效率低下、工人劳动强度大,煤层底板复杂地层以清水为冲洗介质的近水平绳索取心钻进成孔困难等问题,选用适合绳索取心钻进工艺的坑道钻机及配套近水平绳索取心钻具,配合合理的工艺流程进行试验。现场共施工了3个钻孔,成孔2个,孔深分别为151.5、194.5 m;岩心采取率分别为77%、89%,比单管取心提高24%以上;平均日进尺分别为22.7、36.6 m/d,比单管取心效率提高10 m/d以上。通过现场3个取心钻孔的试验,优选出了一套适用于煤矿井下复杂地层以清水为冲洗介质的近水平绳索取心钻探装备与工艺。