冰层取心回转钻进模拟实验台的设计与测试

极地钻探实践表明,冰盖底部冰岩交界附近地质情况异常复杂,不但可能存在暖冰、基底融水,甚至还存在厚度不等的冰岩夹层,取心钻探异常困难,而优选钻头类型、确定合理的钻进参数是保证其安全、快速钻进的重要因素。本文设计了一套能够模拟冰层回转钻进的实验台,其技术参数为：钻压、转速分别可在0～10 kN、0～300 r/min范围内调节,最大扭矩约100 N·m。该实验台能够测量钻头切削具温度、钻孔深度及钻进速度等参数,为深入研究钻头类型及结构参数、钻进参数对扭矩、钻速和切削温度的影响规律提供了手段。采用PDC复合片钻头进行了冰钻实验,结果表明,实验台能够准确调节钻压和转速,可满足实验要求。     

白杨河矿区煤层气丛式井钻井难点及对策研究

新疆阜康市白杨河矿区煤层气开发利用先导性示范工程是新疆第一个煤层气示范工程项目。白杨河矿区总体构造为向南倾斜的单斜构造,地层倾角大,煤层多且间距大。该示范工程开发方案主要井型为丛式井。经过多年钻井实践,丛式井钻井技术在鄂尔多斯盆地东缘煤层气区块已经非常成熟,初步形成了一套适合该地区煤层气开发的丛式井钻井技术。由于白杨河矿区地质条件与鄂尔多斯盆地东缘各区块相比差异大,特别是存在地层倾角大、煤层多且间距大等地质特点,因此不能完全照搬原有的丛式井钻井技术。本文依据白杨河矿区地质资料,分析了白杨河矿区煤层气丛式井钻井难点,对解决该区块钻井难点的技术对策和攻关思路进行了总结与阐述,初步形成了一套适合白杨河矿区大倾角厚煤层的丛式井钻井技术。     

乌兰哈达变质岩地层地热勘探井钻头选择与取心工艺

内蒙古自治区察右后旗乌兰哈达苏木地热勘探井井深2006.87 m。采用石油30型钻机施工,钻遇地层大部分为变质岩,达1500 m以上,对牙轮钻头损坏严重,同时施工要求进行18次岩心采取。经过对钻头的试用、选择,最后选用HJ637G型牙轮钻头,钻进时效可达0.8～1.2 m,使用寿命可达到80～100 h。取心段采用川7-4型双管单动取心筒配合金刚石钻头,岩心采取率可达70%～95%。     

甘肃武威盆地页岩气“武页1井”成膜低固相冲洗液的应用

“武页1井”是甘肃省地质调查院实施的一口页岩气基础地质条件调查井,主要目的是为了查明页岩层段的分布。地层岩性主要为泥岩、砂岩、页岩、碳质板岩、灰岩。浅层倾角大、胶结性差、破碎、井壁强度低。现场采用成膜低固相冲洗液体系,解决了地层破碎、坍塌掉块和水敏性钻探施工难题,体系具有护壁性、抑制性和胶结性。使用中取得了较好的效果,保证了该项目的顺利施工。     

高位定向钻孔在综放工作面上隅角瓦斯抽采中的应用

针对王家岭煤矿综放工作面瓦斯涌出量大、上隅角瓦斯超限的问题,使用定向钻机及机具,利用定向钻进技术进行高位定向钻孔瓦斯抽放。在分析工作面回采过程中瓦斯运移规律的基础上,通过大量现场实践,得出适用于该矿区的高位定向钻孔轨迹布设参数,有效地解决了上隅角瓦斯超限问题,实现高瓦斯矿井工作面安全高效开采。     

深部盐矿勘探钻井液研究与应用

ZK001井钻遇地层为大段泥岩,部分地层为页岩、含盐泥岩、盐膏层。在泥页岩地层进行大口径全面钻进,钻速较快,固控设备能力有限,引起钻屑中粘土颗粒重复性膨胀、软化及裂解分散,最终可能造成粘土侵,对井内安全造成威胁。深部岩膏层易溶于水,从而导致盐层蠕变、井径扩大、井壁失稳等问题。以ZK001井为例,通过优化钻井液体系及现场施工工艺,解决了地层强造浆、盐层失稳等问题。通过岩石力学测试、阳离子交换容量测试、钻井液体系优选及性能测试,确定了上部地层采用聚合物钻井液体系,下部含盐层取芯钻进转换为饱和盐水钻井液体系。通过选用合适的钻井液密度、粘度、切力量、滤失量、含盐量等指标,可以有效控制上部泥岩井壁稳定、含盐层蠕变、井径扩大的问题。钻进过程中钻井液性能稳定且易于维护,从而保证了钻进工作安全、高效、顺利的进行。     

沂蒙缺水山区地下水赋存规律及找水定井范例

沂蒙山区是山东省重点贫困缺水地区,缺水区域分布较广,区内地质条件复杂,找水难度极大。通过综合分析区内气象水文、岩性特征、地质构造及地形地貌等地质因素,初步查明了不同地段含水层的结构和富水性;并结合水文地质调查、物探、钻探等综合勘探方法和手段,实施了探采结合孔8口,成功率100%,满足了区内约3万余人的饮用及300余亩土地灌溉用水需求,取得了良好的经济和社会效益。为我国北方严重缺水山区找寻地下水起到了宝贵的指导和示范作用。     

Development of Prebored Screw Pile Method and Evaluation of Its Bearing Characteristics

The pile-driving method produces considerable noise and vibrations. Hence, an auger-drilled pile method was developed as a low-noise and -vibration substitute. However, this method does not guarantee the bearing capacity of the pile unless some amount of pile-driving is performed. Therefore, the noise and vibration problems cannot be completely solved. In this study, a prebored screw pile method is proposed to solve these problems. In this method, piles are constructed by the rotary penetration of a screw pile into a prebored hole filled with some cement milk and whose diameter is smaller than that of the screw pile. To determine the shape of the screw pile, laboratory tests with model screw piles were conducted. Also, field load tests were conducted on an actual screw pile fabricated based on the laboratory test result and on a smooth-surfaced pile. In addition, the behavior of the screw pile was estimated by using three-dimensional finite element analysis. The results of the field load test and the numerical simulation showed that the ultimate bearing capacity and the unit skin friction of the screw pile are very superior to those of the smooth-surfaced pile and the cement milk is an important factor in the prebored screw pile method.     

钻井利器的故事之“铝合金钻杆”

地球科学的发展对地球深部数据的依赖程度越来越高,作为“入地”重要手段的科学超深井工程是研究深部地质学的重要方法,被誉为是“伸入地壳的望远镜”。与钢钻杆相比,铝合金钻杆以其独特的优越性(质量轻、比强度高、钻进深度深、所需能耗少),已成为难进入地区、大位移井、超深井等钻柱设计的优选方案。本文从科普的角度介绍了钻柱与钻杆的区别、钻柱的使用极限长度、铝合金钻杆的技术优势及其现存的不足之处,以此提高对铝合金钻杆的认识,促进铝合金钻杆的研究和发展。     

油气基础地质调查井新柯地1井工程设计

以新柯地1井钻井工程设计为例,简述了工程设计的一般要求和原则,对新柯地1井工程设计的难点、钻井结构设计、钻机选型和设备要求、钻具组合和钻进参数、钻井液、固井、井控设计、录井、测井以及钻井工程施工情况进行了介绍。