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。     

钻井液类型对南极冰层取心钻进工作的影响

钻井液的类型与性能对于提高极地冰层取心钻进的效率与保证钻孔稳定性具有重要的影响。在分析铠装电动机械钻具工作原理与钻井液循环方式的基础上,较为详细地分析了升降钻具的速度与钻井液粘度与密度之间的关系;分析了现有钻井液类型和所存在的问题;以二元脂肪酸二醇酯、低分子量饱和脂肪酸酯与甲基硅油的试验测试数据为基础,确定了可用于极地冰层取心钻进的钻井液类型及其性能要求。     

BHA受压失稳的模型及临界钻压公式

在教学及实践中发现,欧拉压杆模型与底部钻具组合(BHA)受压失稳模型之间存在较大差别,使用欧拉模型计算钻具的临界失稳钻压有很大的局限性。为此,推导了钻具在自重作用下失稳的临界钻压及临界失稳长度公式,以便使公式更符合BHA自身的受力特点,提高计算准确性。     

多工艺旋挖钻进施工钻具及在冻土层中的应用

针对我国旋挖钻进施工中存在旋挖钻具与主机不匹配、钻具结构形式与地层不适应等问题,研究开发了BS系列旋挖钻斗和AG系列螺旋钻头两种新型的旋挖施工钻具。通过在青藏铁路冻土层基础桩施工中的应用,钻进平均时效达6～10 m/h,较进口同类型钻具提高2～4倍,解决了我国大口径基础桩冻土层施工的技术难题。     

页岩气钻井用机械式螺杆冲击器结构设计与应用

为突破深层页岩气钻井过程中遇到的难钻地层提速提效瓶颈,本文引入旋冲破岩理念,将螺杆钻具和轴向冲击器的功能机构进行融合,研制了可实现旋转切削+轴向冲击双作用的机械式螺杆冲击器。通过对机械式螺杆冲击器进行结构设计和原理分析,明确了其工作特点;通过对凸轮机构和冲击执行机构进行强度校核,明晰了其结构强度可以满足使用要求。将机械式螺杆冲击器应用于西南页岩气工区现场2口井,结果表明,与常规螺杆钻具相比,机械式螺杆冲击器在2口井的机械钻速分别提高了20.4%和24.4%,说明其具有进一步推广应用的价值。     

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。