连续造斜绳索取心钻具造斜机构的设计与试验

根据钻杆抗弯强度的限制,确定连续造斜绳索取心钻具的造斜能力在0．2°-0．5°／m。为满足绳索取心的要求,设计造斜机构采用偏心轴承结构。分别利用几何分析法与极限曲率法对造斜结构的造斜能力进行理论计算。实验结果表明,该造斜机构能够达到设计造斜能力,用纵横弯曲梁法的计算造斜率与实钻造斜率较为吻合。     

强造斜致绳索取心钻具折断分析

在定向钻探固体矿产领域,通常在造斜段使用螺杆钻具,大部分的工作量采用取心回转钻进。造斜段使用螺杆钻具,钻杆不回转,受力较简单;如遇强造斜转换绳索取心钻具稳斜钻进,下部钻具组合容易出现回转困难、下不到底的技术难题,甚至出现丝扣折断事故。为避免强造斜对绳索取心钻具的影响,本文通过建立强造斜段对绳索取心钻具的几何约束变形模型,量化分析强造斜段岩心外管长度与造斜强度、环空间隙之间的约束关系,提供了可快速预判下部钻具参数能否满足强造斜安全钻进的方法。该方法在山东某铁矿定向孔的强造斜致下部钻具折断的事故处理中,通过对绳索取心钻具安全计算模型校核和调整钻具参数,实现了绳索取心钻具通过造斜率0.62°/m的强造斜段安全钻进至靶点,证明对强造斜绳索取心工具安全钻进预测和事故处理计算具有指导意义。     

近水平孔坑道用绳索取心钻具

针对国内目前将地面绳索取心钻具用于坑道内施工效果不佳的问题,研制了一种坑道专用绳索取心钻杆,该钻杆具有捞矛头持心装置、弹卡复合定位机构、快断机构的内外管总成及水力输送器、水力打捞器及通缆式水接头等附属装置。现场实验证明,该钻具成功解决了地面用绳索取心钻具不适宜进行近水平孔坑道内取心钻探施工的现状。      

深孔复杂地层绳索取心钻具优化设计思路

采用绳索取心钻进技术在深孔复杂地层钻进时,易出现内管钻具打捞失败、岩心卡断失效及岩心易冲蚀等问题。本文从实际问题出发,结合国内外绳索取心钻具的发展现状,给出了钻具结构的优化设计思路,包括岩心管涂层减阻及振动解堵、弹卡机构防顶死设计、增加卡簧与岩心之间摩擦力、增大钻具内部过流面积、改变钻头处冲洗液流向等,以进一步提高绳索取心钻具在深孔中的钻进效率。     

绳索定向造斜及取心技术应用

绳索取心技术因其钻进效率高而广泛应用,但其无法实施定向作业。本项目可在采用绳索取心的同时,不需要采用井底螺杆钻具进行定向勘探,该技术是近几年才发展起来的高新技术。目前在世界范围内,仅有少数几个国家掌握该技术,其中以挪威和美国取得世界领先地位。简要介绍了绳索定向造斜和取心技术的原理及技术参数,并介绍了云南华泽矿区的施工应用实例。     

国内外绳索取心钻具研发应用概况及特深孔钻进问题分析

随着钻孔深度的不断增加,对绳索取心钻具的使用性能提出了更高要求。在分析了国内外绳索取心钻具研发现状、结构设计特点及特深孔应用情况的基础上,整理了特深孔钻进绳索取心钻具使用存在的技术问题,定位机构打捞可靠性、到位报信提示可靠性、堵心报信机构工作稳定性、单动机构使用寿命均有待提高,并相应地分析了原因,为5000 m特深孔绳索取心钻具优化设计打好基础。     

强造斜致绳索取心钻具折断分析

在定向钻探固体矿产领域,通常在造斜段使用螺杆钻具,大部分的工作量采用取心回转钻进。造斜段使用螺杆钻具,钻杆不回转,受力较简单;如遇强造斜转换绳索取心钻具稳斜钻进,下部钻具组合容易出现回转困难、下不到底的技术难题,甚至出现丝扣折断事故。为避免强造斜对绳索取心钻具的影响,本文通过建立强造斜段对绳索取心钻具的几何约束变形模型,量化分析强造斜段岩心外管长度与造斜强度、环空间隙之间的约束关系,提供了可快速预判下部钻具参数能否满足强造斜安全钻进的方法。该方法在山东某铁矿定向孔的强造斜致下部钻具折断的事故处理中,通过对绳索取心钻具安全计算模型校核和调整钻具参数,实现了绳索取心钻具通过造斜率0. 62°/m的强造斜段安全钻进至靶点,证明对强造斜绳索取心工具安全钻进预测和事故处理计算具有指导意义。     

煤田绳索取心钻进技术的实践与认识

本文结合生产实践,对煤田钻探绳索取心技术的钻孔结构、钻头选择、粉煤取心、护孔堵漏、钻具配套等问题,提出了一些认识。包括孔径确定、钻具级配、孔身构造、技术套管;钻头选型、胎体磨料、水口形态;粉煤钻头、碎岩取心器、自锁半合管;冲洗液选型、随钻堵漏、停钻堵漏工艺;以及应用加长岩心管、钻杆接手、防斜接手、可退式打捞矛等。      

FDS-P型绳索取心钻具研制及试验研究

针对复杂地层绳索取心钻进时易出现的内管总成打捞失败问题,开展了FDS-P型绳索取心钻具研制。基于内管总成打捞失败原因分析,完成了FDS-P型绳索取心钻具设计,通过室内试验,初步验证了钻具结构设计的合理性。为进一步验证钻具性能,在贵州页岩气井开展了野外生产试验,先后完成16个回次取心钻进,累计进尺39.03 m,岩心采取率达到98%以上,其中有6个回次发生堵心,内管打捞全部成功,内管到位及堵心均得到了及时提示。实际应用结果表明,FDS-P型绳索取心钻具结构设计合理,具有良好的到位及堵心报信提示作用,内管总成打捞可靠性得到显著提升,有效提高了易堵心地层钻进效率及岩心采取质量。     

SYZX96/75绳索取心液动锤钻具的应用效果

主要介绍了SYZX96/75绳索取心液动锤钻具在湖南常德仙人金矿软硬交替复杂地层中的应用情况,总结了其中的施工经验。该孔使用SYZX96/75绳索取心液动锤钻具,大幅度提高了回次长度,减少了辅助时间;对提高破碎地层的取心效果起到了关键作用;降低孔斜效果显著。     

S75-SF中深孔绳索取心钻具结构及应用

随着中深孔地质岩心钻探工作量的大幅增长,不仅对绳索取心钻柱提出了严格要求,对绳索取心钻具的功能和可靠性要求也越来越高。S75-SF绳索取心钻具采用了双弹卡结构,增强了悬挂机构的安全性,提高了内管总成的投放和打捞速度,减轻了孔内冲洗液压力波动,在正常钻进时可降低泥浆泵压力损失,有利于复杂地层孔壁稳定。内管总成机构与内岩心管采用插接的连接方式,拆卸方便,便于钻探施工人员采取岩心。该钻具在施工中效果良好,减轻了工人的劳动强度,提高了施工效率,可满足中深孔绳索取心钻探施工要求。     

复杂地层用绳索取心钻具的研制

常规绳索取心钻具在复杂地层钻进时,岩矿心采取率会降低的原因主要有2个：一是钻具防水性能差,遇到松散软的地层时,岩心没有进入岩心管时就被冲洗液冲蚀掉了;二是钻具防岩心脱落性能不好,遇到硬脆碎地层时,虽然岩心能够进入岩心管,但卡簧对破碎的岩心卡固不牢,很容易脱落。复杂地层用绳索取心钻具是以解决这两大问题而设计的,并使绳索取心钻进的优越性得到充分的发挥。     

S75Ⅱ型绳索取心钻具

S75Ⅱ型绳索取心钻具在S75钻具基础上对矛头、弹卡机构和到位、堵塞报信机构等进行了改进，使S75Ⅱ型比S75型钻具走位可靠，打捞成功率高，报信正确且性能稳定，倒取岩心方便且安全省时。     

中深斜孔绳索取心高强耐磨钻杆的研究与应用

针对中深斜孔钻进中φ60mm绳索取心钻杆机械强度低、耐磨性能差、钻杆拧卸难等问题,采用对绳索取心钻杆整体调质处理的方式．大幅提高了绳索取心钻杆的机械强度;对绳索取心钻杆表面高频淬火,提高了钻杆表面的硬度和耐磨性;采用重型绳索取心带切口接手,初步解决了绳索取心钻杆拧卸问题。采用上述钻杆在中深斜孔钻进中取得了较好的效果。     

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。      

绳索取心液动锤在全漏失孔和返水孔中应用效果对比

简述绳索取心液动锤工作原理,配套传统立轴式钻机,引进SYZX75液动锤进行现场应用。相比普通NQ绳索取心钻具,该钻具在西藏某项目全孔漏失、岩心破碎、软硬互层等条件下,钻进效率、回次进尺长度明显提高;在四川某项目岩心坚硬完整、泥浆固相含量高等条件下,钻进效率有所提高。提出绳索取心液动锤因施工条件差异出现丝扣松动损坏、密封件损坏、锤轴端面损坏、下缸套与下活塞及锤轴卡阻等现实问题。归纳整理了绳索取心液动锤的应用经验和优化建议,以利于液动锤后期应用及研究改进。     

蓄能式绳索取心液动潜孔锤的应用研究

蓄能式绳索取心液动潜孔锤钻具是在普通绳索取心钻具总成上端增加了发生和传递冲击载荷的结构,将冲击载荷通过绳索取心钻具外管传递至钻头。新疆达坂城黑沟-达拉地布拉克铀矿工区裂隙、构造蚀变带和构造破碎带发育,地层破碎,使用普通绳索取心钻具钻进,岩心极易堵塞、回次进尺短、频繁打捞内管、钻进效率极低。使用蓄能式绳索取心液动潜孔锤钻具钻进,增加了回次进尺,提高了钻进效率。论文依据施工现场使用情况,介绍了蓄能式绳索取心液动潜孔锤的结构和工作原理,统计、总结了应用情况,论述了绳索取心液动潜孔锤得出的应用结论。     

深孔及松软地层大口径绳索取心钻具的研究与应用

为解决深孔大口径及松软地层取心难的问题,推进取心钻探技术的发展,研发了一套大口径绳索取心钻具。着重介绍了大口径绳索取心钻具的结构特点、技术参数、技术创新及使用效果。应用结果表明,该大口径绳索取心钻具结构合理、各机构动作可靠、岩心采取率高,能够满足深孔及松软地层的取心要求。     

绳索取心液动锤技术的应用与拓展

SYZX系列绳索取心液动锤已获得广泛应用并取得显著的经济效益和社会效益。介绍了如何在客户现有的绳索取心钻具中设计加装液动锤冲击装置,使之形成相同规格的绳索取心液动锤钻具,进一步拓展YZX系列液动锤的应用,促进了我国钻探技术的进步。     

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。