Ø215.9 mm四牙轮取心钻头设计与应用

针对硬岩及复杂地层取心钻进效率低、钻头寿命短的问题,依托“深海钻探技术与工程支撑”项目研制了?215.9 mm四牙轮取心钻头。通过合理布置牙轮角度与分布、优化取心结构,有效提高岩心采取率,保证钻头在硬岩中的钻进速度与可靠性。在之前进行了陆地试验和海洋试验并不断优化改进的基础上,本次在内蒙古自治区呼和浩特市清水河县首次进行了实验性的地热勘探取心施工,全段地层均为高研磨性、高硬度花岗岩,取心困难。采用?215.9 mm牙轮取心钻头配合常规的取心钻具,钻进效率达1.2 m/h,岩心采取率为70%~90%,取得了较好的应用效果,为海洋钻探硬岩取心提供了技术保障。     

江苏盐田深井绳索取心钻探技术

江苏省地矿局近几年来在金坛，淮安两大盐田开展钻探工作，用绳索取心钻进４９４７ｍ，平均孔深１２３７ｍ采了相应的技术措施，取得了显著效果钻探台月效率达７２４ｍ岩心采取率达９０％以上，钻头寿命７６７ｍ／个；绳索取心成功率达９７．８％，使效率，质量增高，成本，事故率明显下降。     

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。     

地质勘探套管钻进技术研究

针对复杂地层钻探,基于绳索取心钻进原理,采用不提钻换钻头取心钻进方法,开展地质勘探套管钻进新方法研究,包括套管取心钻具、代替绳索取心钻杆使用的套管,护壁措施、套管钻进工艺等,野外生产试验取得了较好的技术经济效果,并根据存在问题提出了进一步完善的建议。     

爆炸取心器

取心方法有传统的岩心管法和绳索取心法.在大口径水文地质勘探和水井工程中,多数采用传统的岩心管法取心.显然,这种方法增加了起下钻等辅助时间和工人的劳动强度,从而降低了钻探效率,提高了成本.为此,笔者与陈玉芳技师结合我队的实际情况,经过近2个月的实验,设计出一种结构简单、使用方便的钻孔"爆炸取心器".取心器的结构和工作原理1. 结构取心器由雷管室、炸药室、弹膛和弹头组成(图1).     

月球钻孔取心机具试验与钻进规程

我国探月工程第3期工程的核心任务是实现月球钻探取样和返回,明确采用钻取方式获取深2 m的月壤样品.针对月表极端钻进环境,提出一种内外管联合取心螺旋钻具,即内管软袋提拉取心,外管螺旋集输取心.模拟月壤钻进试验结果表明,该取心钻具能实现有效钻进可靠取心,特别适合小于0.6 m浅层模拟月壤钻取.试验研究了钻进规程对模拟月壤取心率和钻进功耗的影响规律,得出了钻进转速、进给速度值域与功率值域的关联性,对月球环境下取心钻具研制和钻进规程制定具有实际工程应用价值.      

水力反循环连续取心钻头的设计和使用

水力反循环钻探用钻头有两大类型,—种是输送岩屑的全面钻进钻头(如牙轮钻头),另一种是输送柱状岩心的取心钻头.对于输送柱状岩心的钻头又分     

绳索取心工艺在大口径深部钻探中的应用研究

绳索取心工艺具有效率高、取心质量好等优点,所以,在小口径固体矿产钻探工程中已得到推广应用。但是,在沉积地层大口径深孔钻探中应用较少。文中针对绳索取心和石油钻井工艺各自优缺点,提出了增加钻孔和钻具的环空间隙,采用大泵量、高上返速度的石油钻井和绳索取心"二合一"钻探技术思路,结合河南叶舞凹陷盆地2630m盐矿(地热)勘探孔进行了生产性试验,就试验中存在的主要问题进行了分析研究,并提出了具体措施。通过试验证实:绳索取心技术在大口径深部钻探工程应用可行,且具有成本低、安全可靠等优点;同时,增加泵量和环空间隙可以避免岩屑重复破碎,从而可大幅度提高钻探效率。     

绳索取心钻进技术在砂岩铀矿勘查中的应用研究

针对绳索取心钻进在砂岩铀矿钻探中应用的情况，作了技术分析，提出了改进方案。     

高效耐冲击复合片取心钻头的研制与应用

针对油气及非常规油气、科学钻探中,砂质泥岩和砂泥岩互层钻进效率低、钻头寿命短的难题,通过齿形金刚石复合片与圆形复合片的交错布置,研制的新型高效耐冲击复合片取心钻头在新疆吉木萨尔油田36-4井页岩油芦草沟组进行了试验研究。结果表明：研制的新型高效耐冲击复合片取心钻头机械钻速较其他钻头提高了2.4~3.1倍,取得了良好的社会经济效益。     

PDC肋骨钻头单动双管钻探工艺在铝土矿地层的应用

结合铝土矿地层特点,分析探讨铝土矿地层钻探工艺,通过常规绳索取心钻探、普通双管钻探与PDC肋骨钻头单动双管钻探工艺理论探讨及现场试验对比,得出了在铝土矿地层钻进采用常规钻探方法常产生卡钻事故、钻探效率低的原因,同时验证了采用PDC肋骨钻头单动双管钻探能较好地解决粘附孔壁而卡钻的问题并提高了钻探效率。     

沧州盐矿古近系塑脆性地层取心钻头选型研究

沧州盐矿普查项目完成了3眼勘探孔,钻探深度3000~3451 m,取心总长度3791 m,取心层段主要为古近系塑脆性岩石。根据钻进特性,针对工区弹塑性层段和脆性层段提出了钻头选型原则。结合施工实践,经过多次试验、改进,在累计使用的硬质合金、复合片、巴拉斯3类15种钻头中,通过典型钻头结构型式、碎岩机理以及使用效果进行综合分析,优选出H-4-Ⅱ、F-3、F-6型3种钻头,在古近系地层取心钻进中效率高、取心质量好,适合工区地质条件,建议推广应用。     

一种新型电动定向取芯器及定向取芯技术研究

开展了适用于深部钻探小口径钻孔的孔底电动定向打印取心技术研究,克服了传统定向取心器的一些弊端,岩心定向标记清晰、可靠,解决了在垂直孔和斜孔中坚硬岩层进行岩心定向的技术难题,扩大了应用范围。研制的新型电动定向取心器,在国家科学钻探及深部找矿钻孔中应用,取得了良好的应用效果。本文重点介绍了研发的新型电动定向取心器的结构、工作原理、定向取心工艺及应用效果等,以供广大钻探技术人员参考。     

深海硬岩连续取心钻头的研制

气举反循环技术是一种可用于深井硬岩地层的高效钻进技术,不受地层裂隙、溶洞影响,排渣彻底。通过研究专用的连续取心钻头,可实现深海硬岩的连续取心作业,提高深海硬岩钻井效率及取心率,为深海钻探提供一种全新的取心方案。本文从牙掌选型、卡断器结构、岩渣及岩心通道优化设计等方面进行研究,提出了连续取心钻头的设计方案,并试制加工钻头。在地热井中进行了验证性应用,灰岩地层、砂岩地层取心率可达80%以上,高于大洋钻探统计取心率。陆地验证性应用为该技术方法在海洋取心钻探中的应用奠定了技术基础。     

汶川科学钻探PDC取心钻头有限元分析

汶川地震断裂带科学钻探项目是在龙门山"北川-映秀"断裂及龙门山前缘安县-灌县断裂附近实施5口科学群钻,由于所实施的5个钻孔都位于地震断裂带上,地层十分松软破碎,普通取心钻进的取心率低、岩心扰动大。为解决该问题,设计并采用了一种超前式隔水防冲蚀PDC取心钻头,取得了良好的效果,提高了岩心采取率,并保证了岩心的原状性。论文通过UG建立的实体模型导入ANSYS Workbench下的CFX流场分析和Steady-Thermal稳定热分析模块,分析了该钻头的井底流场分布、大小以及钻头的冷却效果,并计算孔底有效排粉的最低泵量,以确定超前式隔水防冲蚀PDC取心钻头取心钻进时保证取心率和岩心原状性要求的最优泵量。     

囊袋多节捆绑式绳索取心钻具的设计与应用

由于现有的普通绳索取心钻具缺乏隔水与护心装置,在松散、软弱、破碎等复杂地层取心钻进时,破碎岩心易被冲蚀,提钻过程中岩心易脱落,使岩心采取率和取心质量达不到设计要求,甚至无法采取到岩心。针对上述问题,设计了一种囊袋多节捆绑式绳索取心钻具。该钻具在普通绳索取心钻具基础上增加了多节捆绑式囊袋总成结构,并与超前侧喷钻头配合使用。囊袋可以隔绝冲洗液,有利于取得原状岩心,通过分段捆绑,可以有效包裹住岩心,防止其在提钻过程中脱落。超前侧喷钻头改变了冲洗液流向,起到隔水与护心的作用。现场应用表明,该钻具能够完成在松散、软弱、破碎等复杂地层的钻探工作,岩心采取率达90%以上,取心质量也得到明显提高。      

深部岩盐取心钻探技术

利用水井钻机钻探,开展岩盐深孔取心,采用合理钻孔结构和优化钻具组合,并配以适宜的饱和盐水钻井液和取心钻探工艺,成功地实施了连续岩盐取心,收到了良好的效果。结合濮阳岩盐普查项目,介绍了深部岩盐取心钻探技术。     

HZ308多功能取心钻具

介绍了HZ308多功能取心钻具的结构、特点,工作原理及生产试验情况.该钻具为钻探构造破碎带蚀变岩型金矿复杂地层提供了比较理想的取心工具,并展示了良好的应用前景.     

我国大陆科学钻探工程实施概况及其取心钻进技术体系

科学钻探是为包括构造运动、气候变迁、火山喷发、地震机理、陨星撞击等基础地学研究领域,提取地球深部信息、建立地下长期观测网络的科学工程。开展科学钻探,不仅将促进我国地学基础理论研究走向国际前沿,实现从地质大国向地质强国的转变,还具有拉动我国钻探工程整体进步,提高其技术、学术水平和国际地位的工程技术意义。在通过科学钻探获取的地下信息中,岩心是直接反映地球演变历史的实物资料,也是最为地质学家所重视的研究资料。我国自2001年启动大陆科学钻探工程以来,素以全过程连续钻取岩心和对岩心的高质量要求著称于世。本文概略介绍了我国已成功实施的4项大陆科学钻探工程,着重介绍了在工程中形成的,具有我国自主知识产权的科学钻探取心钻进技术体系：井底动力取心钻进系统、大口径长回次钻程取心钻进系统、极复杂地层原状取心钻进系统,以及各类岩心的无损出管方法,介绍了各钻进系统在工程应用中取得的主要成果。     

泥状岩样取心钻进方法及钻具

一、问题的提出在当今的常规取心钻探工作中已发明并采用了多种取心钻探方法，它们在固结、松散及某些水饱和地层的取心工作中得以成功的使用，岩心采取率及岩样原状结构的保持已达到很高的水平。然而在泥状岩样的取心钻进工艺及取心钻具的研制、发展方面却进展缓慢，特别是在采取不受扰动的岩样方面，其技术水平远远落后于其它取心方法。