基于锂离子电池储能技术的便携式钻机研制与应用

锂离子电池作为现代文明中重要的能量载体被广泛且大量地使用。浅层钻探是一种重要的浅表层调查取样手段,将锂离子电池储能技术应用于便携式钻机的研发,可解决山区、林草区等特殊地貌区防火期内调查取样的难题,实现浅钻调查零碳排,助力绿色勘查发展;本文重点介绍了锂电池电动钻机的技术参数、特点及试验情况,该机型具有体积小、质量轻、无噪音、无污染,主要钻进参数可显示、可调控,钻进数据可采集、可存储等特点,锂离子电池储能技术在便携式钻机中的应用为浅钻装备数字化、信息化和智能化发展奠定了基础。     

无隔水管泥浆回收钻井技术控制系统功能设计

无隔水管泥浆回收钻井技术（RMR）作为双梯度钻井工艺之一,具有绿色环保、井身结构简易、工程成本低和安全程度高等优点。但是RMR作为新兴钻井工艺,虽然国外应用较为成熟,但国内目前尚无工程应用,缺乏相关使用经验。最关键的是RMR控制系统功能复杂,对可靠性、准确性及灵敏性等要求高,面对复杂工况时,要求控制系统能够及时准确的做出应对处理。因此,为发展国内无隔水管泥浆回收钻井技术（RMR）,拉近甚至超越国外钻井工艺水平,迫切需要对控制系统做出相对完善的设计。本文针对无隔水管泥浆回收钻井过程中的几类典型工况,分析不同工况下控制系统所具备的功能,设计控制功能具体的实现形式。通过对无隔水管泥浆回收钻井技术控制系统的功能设计与实现的研究,以期为今后同类研究提供有益的借鉴。     

延迟交联凝胶研制及其在广西某铀矿堵漏应用

针对地质钻探小井眼条件下失返性漏失堵漏技术难题,开展了适用于地质钻探堵漏要求的聚合物交联凝胶研究。采用单因素优选法,优选了交联凝胶体系用各种处理剂,并以环保型植物胶GJ为成胶剂,加入交联控制剂N1及交联剂1号等组分,研制了一种延迟交联凝胶。该凝胶在广西某铀矿勘查ZK6-37-1孔堵漏成功应用,解决了2个孔段失返性漏失问题。研究结果表明,该凝胶具有交联时间可控(交联时间10～75 min)以及较高的凝胶强度（承压≥6 MPa）,在解决失返性漏失方面具有广阔的应用前景。     

极地冰钻关键技术研究进展

极地冰钻技术是获取冰芯,研究冰盖-冰架-海洋相互作用,以及获取极地冰下基岩与冰下水环境样品,开展冰下环境探测的重要手段。目前极地冰钻技术的难点与前沿主要包括深冰芯钻探、冰架热水钻、冰下基岩钻和冰下水环境采样与观测技术。本文针对以上4个极地冰钻关键技术,对国内外相关技术的研究进展与项目开展情况进行了总结与梳理。综合来看,虽然我国开展极地钻探技术研究起步较晚,但随着我国极地战略不断推进,我国的极地冰钻关键技术与装备的研究正持续向着赶超极地钻探强国方向迈进,这必将为我国的极地科学研究提供强有力的技术支撑。     

高强耐热铝合金钻杆材料优选

铝合金钻杆的使用性能是制约深部钻探技术发展的“瓶颈”。本文综合考虑孔内工况因素和钻杆性能因素,以钻柱组合设计为基础准则,从特深孔钻探工程技术需求出发,开展了高强耐温铝合金钻杆材质选择和评价的试验研究。试验结果表明：2219铝合金固溶时效制度分别为535 ℃/1 h、165 ℃/20 h,2618铝合金固溶时效制度分别为530 ℃/1 h、200 ℃/20 h;2219铝合金在高温长时间暴露后的室温力学性能优于2618铝合金,在高温瞬时条件下的力学性能劣于2618铝合金;2219铝合金中含有Zr,该元素在热暴露过程中起到减缓溶质扩散速率的作用,这对提高热暴露后的剩余强度是有利的。     

高压电脉冲破岩试验装置的研制

高压电脉冲破岩钻进在国际上被认为是一种在深部钻探中具有广阔发展前景的破岩方法,但在国内研究还很少。本文设计制造了一套高压电脉冲破岩试验装置,包含伺服电动缸、控制柜、岩石容器等部件,试验装置配套了?60 mm和?100 mm的电脉冲钻头,可选择手动或自动加压放电破碎岩石。在放电电压为120 kV、放电频率为1 Hz的条件下进行了红砂岩等岩石的钻进试验,实现了60 mm口径的钻进碎岩。试验结果表明,该装置能满足电脉冲破岩试验的基本要求,可用于电脉冲碎岩室内研究。     

CMD180T型钻机在尚义地热井施工中的应用

经物探分析在河北省张家口尚义县大青沟镇南海子村东南1.0 km存在深部断裂构造,为了寻找开发坝上地区地热资源,决定在该位置施工一口2000 m深地热井,即穿过该断裂构造寻找导水通道,完成地热井施工任务。施工中采用了CMD180T型钻机,该钻机采用了先进的全液压传动系统,自动化程度高,性能优异,可大大降低操作人员的劳动强度且易于搬迁、易于操作。其优势在这次地热井工程施工过程中得到了充分的体现。     

气举反循环钻进井壁稳定及适用性探讨

气举反循环工艺具有钻进效率高、携带岩屑能力强、防漏效果好以及钻头寿命长等优点,同时还可以提高流体矿产的产能。但是一般认为气举反循环钻进抽吸作用会产生负压,不利于井壁稳定,不宜在松散地层应用。本文通过计算气举反循环钻进环空水力参数,并从环空压力以及冲洗液流态、流速等方面探讨研究气举反循环钻进中井壁稳定及其适用性,指出通过选取合适的钻具组合以及调节冲洗液性能,可使气举反循环工艺对不同地层的适应性更广。     

冻土区天然气水合物勘探低温钻井液理论与试验

天然气水合物是在特定的低温与高压条件下形成的产物。在天然气水合物勘探工作中,低温钻井液是获得天然气水合物真实样品的重要保证条件之一。低温钻井液应具有低的冰点、良好的抵制能力与良好的流动性。结合天然气水合物勘探工作的特点,在试验的基础上,对比分析了PAM、PHPA、PAC-141、Na-CMC与KHm的分子结构、官能团的种类与数量对钻井液的防塌能力和流动性的影响,得出了几种处理剂的耐低温能力大小的顺序为：PAC-141〈PHPA〈PAM〈Na-CMC〈KHm,为天然气水合物勘探中低温钻井液的配制与使用,奠定了重要的基础。     

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。