新型耐磨损ONYX切削具制作的PDC钻头

PDC钻头在石油天然气钻井和地质勘探钻进中得到了广泛的应用,取得了很好的技术经济效果。但是,钻进中产生的PDC切削具非正常磨损,影响了这种先进方法的机械钻速和钻头进尺的提高。俄罗斯史密斯钻头(Smith Bits)公司研发了一种钻进过程中可以沿着自身轴线回转的ONYX切削具,抑制了PDC切削具的非正常磨损,具有创新性和实用价值。НecкopoMныx B.B.教授等对镶有ONYX切削具的钻头的结构和性能参数进行了分析研究。试验表明,这种ONYX切削具的耐磨性比常规固定式PDC切削具的耐磨性好,钻头钻进效果也比较好,俄罗斯正在积极推广使用,建议中国有关专家和部门对此进行研究和试验。

PDC钻头钻进岩石破碎过程及其与钻进规程参数关系的分析研究

PDC复合片钻头在地质勘探和石油天然气钻井等领域得到了广泛的应用,取得了很好的技术经济效果。但是,对于其碎岩过程及其与钻进规程参数间的关系研究不够深入,影响了技术经济指标的进一步提高。俄罗斯钻探工作者在这方面做了很多工作,取得了一定效果,值得引起我们的注意。例如,他们建议,由于岩石破碎方式是变化的,所以,尽量使岩石破碎处于体积破碎状态;如果把钻头每转进尺能耗量指标作为一个评价指标考虑进去,则评价系统会更加科学和更加全面;钻头每转进尺,不是越高越好,有一个最优值,这个最优值与钻进规程参数密切相关;提出了临界钻进规程的概念,即当轴载和转速的乘积高达一定数值时,切削具温度急剧上升、钻头磨损明显加剧,冲洗液量再大也无济于事,因此,此时应该采取措施,及时调整规程参数,避免钻进过程处于临界规程状态,以便使钻进处于正常状态,继续钻进下去。

关于PDC钻头设计的分析研究

钻探工程中使用钻头的类型很多。近年来,金刚石复合片(PDC)钻头得到了广泛的利用,取得了很好的技术经济效果。但是,对于PDC钻头设计的研究工作不够充分,需要进一步加强,以便取得更好的技术经济效果和更好地推广使用。俄罗斯钻探工作者在这方面做了很多研发工作,获得多项发明专利,取得了较好的成果。以其中3个专利为切入点进行分析研究,包括切削型双节翼片式钻头、稳定型钻头、PDC螺旋状排列钻头。这些成果有较好的使用价值和推广前景,建议我国对此进行研究和试验。

偏心冲击回转钻进工艺试验研究及其所用钻头的开发

冲击回转钻进是一种重要的钻进方法,在地质钻探中得到了广泛应用。传统上,冲击回转钻进中冲击脉冲是垂直的,不是偏心的。俄罗斯专家提出利用偏心冲击产生的冲击脉冲来破碎岩石,以提高其破碎效果,这是一个新的理念,是一种创新。试验研究证明了偏心冲击回转钻进中,在岩石中不仅产生垂直正应力,还产生切向剪应力,有利于岩石破碎效果和钻进效率的提高。在偏心距E=1~2 mm冲击脉冲钻进粗粒玄武岩和大理岩条件下,机械钻速和钻头每转进尺比E=0 mm时都有大幅度的提高。此外,还研发了与之配套的偏心冲击回转钻进用钻头,并取得了发明专利,使偏心冲击回转钻进在地质勘探中的效果和作用得到了进一步的加强。建议中国对偏心冲击回转钻进进一步研究。

天然气水合物钻探取样技术介绍

介绍了国内外 9种天然气水合物取心器和 1种岩心恢复取样系统的主要技术指标、结构组成和工作原理 ,以及岩心的保存和卸压分离技术 ,并对取心器和取心钻探工艺的技术方案提出了看法和建议。

在天然气水合物地层中钻进时井内温度规程与钻井液的关系

讨论了在天然气水合物地层中钻进时正常钻进与井内温度的关系,指出了冲洗液在其中的作用,论述了井内温度规程与冲洗液冰点、冲洗液初始温度、冲洗液循环时间、冲洗液类型和性能的关系,并提出了相应的建议。

关于复合片钻头结构对钻进效果影响的试验研究

本文通过正交试验方法研究了复合片镶焊角度、钻压、钻头转速、冲洗液量对机械钻速的影响问题。查明了镶焊角度对钻进速度影响最大。最优镶焊角度随所钻岩石性质的不同而异,并与破碎单位体积岩石所消耗的功最小相应,建议以单位体积岩石破碎功最小为原则来确定复合片最优镶焊角度和钻进规程参数的最优组合。

中国居民幸福感影响因素分析

文章基于两水平多层logistic模型,利用CGSS2008调查数据对中国居民幸福感的影响因素进行了实证分析。结果表明,区县宏观经济社会变量带来的幸福感差异解释了个体幸福感差异的12.1%;家庭经济地位、婚姻状况、健康、就业和家庭人均收入对居民幸福感的影响较大且依次递减;个体间性别和年龄的幸福效应差异显著。人均GDP和人均家庭收入、教育和就业状态对幸福感的影响具有相互抵消的效果,而城镇居民与人均家庭收入对幸福感的影响则相互促进。

西方主观幸福感影响因素研究综述

影响主观幸福感的主要因素有经济因素、人口社会学特征、制度和政策因素、广义环境因素等。随着收入的边际幸福效用递减,其他非收入因素对幸福的影响力逐步增强。健康良好、婚姻稳定、宗教信仰、社会信任和宪政民主有利于增强人们的幸福感,而失业、通货膨胀、环境污染、极端气候和城市化会降低人们的幸福感。居民的幸福水平会随政府支出规模的变化呈倒U型曲线变化,也会因年龄、性别、种族、教育程度、时间分配、朋友关系和子女个数等方面的不同而呈现出广泛的个体差异。

关于提高金刚石钻进效果的试验研究

为了提高金刚石钻进的效果 ,根据试验研究结果建议从金刚石镀膜、胎体添加稀土元素 2个方面来提高金刚石钻头的工作能力 ,采用以每转进尺为基础的恒钻速钻进方法 。

提高金刚石钻头工作能力的试验研究

根据实验研究结果建议从金刚石镀膜、胎体添加稀土元素两个方面来提高金刚石的热稳定性、胎体对胎体的包镶能力及其使用性能 .这两个措施为实现以铁代替胎体材料中的钴创造了有利条件 .

关于金刚石钻进规程参数合理配合的分析研究

机械钻速、钻头进尺和每米钻探成本通常称之为是钻探工程的主要技术经济指标。这些技术经济指标均与选用的钻头、所用钻进规程参数和操作技术紧密相关。选用的钻头应与所钻地层的硬度、研磨性(可钻性)相适应。操作技术主要取决于司钻人员的技术、经验和水平。而钻进规程参数的选取和确定及其合理配合则是非常重要的一个因素,不可忽视。提出了临界钻进规程的概念。临界规程是一条红线,不可逾越,否则就会发生事故。正常钻进规程时,钻压和钻头转速应该合理配合,冲洗液量宜保证岩粉处于正常规程状态,以得到理想的钻探工程技术经济指标。建议根据功率表读数变化来调整钻压和钻头转速的合理配合,利用流量计监控孔底的冲洗液数量,严格控制临界规程的形成,把经验打钻和科学打钻结合起来。

金刚石-岩石摩擦付和正常钻进的条件

提出了金刚石 -岩石摩擦付的概念 ,认为应用摩擦学理论来研究岩石破碎和钻进过程。根据岩石破碎比功评价法 ,提出了利用轴压P、钻头转速V或钻头每分钟转数n的乘积 ,即功率N =PV或N =Pn 来研究钻探工艺规律性 ,认为“轻压、快转、充足水量”符合这个规律性。

关于利用系统论方法设计金刚石钻头的分析研究

地质钻探工程是个复杂的系统工程,金刚石钻头设计是个复杂的系统。俄罗斯技术科学博士СкоромныхВ.В.教授等使用系统论方法设计表镶金刚石钻头,以机械钻速为目标函数,以钻头切入岩石深度为切入点,建立了相关的数学模型,编制了程序,进行了计算机模拟,可以比较直观地看到金刚石在孔底的工作情况和钻头破碎岩石的过程,对于深入研究孔底岩石破碎过程机理和判断金刚石钻头设计的合理性及其对钻探技术经济指标的作用,具有一定的实际意义。

利用双井筒大水平距对接井钻井技术热力开采天然气水合物

分析了国内外天然气水合物的研究现状及天然气水合物开采中的问题,在此基础上,介绍了俄罗斯提出的运用双井筒大水平距定向对接智能井钻井技术,利用核废料产生的热量开采天然气水合物的具有专利技术的一种新方法,简述了其开采原理及开采过程,可为我国天然气水合物的开采研究提供参考借鉴。

天然气水合物地层钻井时井内温度特征的分析研究

根据热交换原理,提出了井内温度规程的数学模型,按照这个模型可以计算出井内任何时间、任何深度的温度。以冷却空气作为冲洗介质为例,给出了冷却空气洗井钻进时井内温度的简化计算公式和代表性关系曲线,按照这些计算公式和关系曲线可以计算出和看出空气洗井时井内任何时间、任何深度的温度。根据计算和研究的结果,指出了为了保证在冻土中进行正常钻井,从外环状空间内返回的冲洗介质的温度不宜高于0℃,并提出了相应的建议。

机械钻速与金刚石底出刃、钻进规程参数关系的试验研究

俄罗斯钻探专家提出在金刚石正常钻进条件下,破碎岩屑的数量应与孔底排出岩屑的数量相应,否则,岩屑将会充满孔底部分,形成“岩屑垫”,阻碍岩石破碎,所以设计钻头和选择钻进规程参数时,应该保证破碎岩屑体积与孔底表面、钻头胎体间的体积,即充满孔底的体积相等。在此基础上提出了机械钻速(钻头每转进尺)的计算公式。该公式给出了机械钻速与金刚石底出刃、岩屑排出程度的关系。提出了金刚石正常出刃和非正常出刃的概念,并对正常出刃金刚石钻头和非正常出刃金刚石钻头进行了实验室试验研究和野外生产试验研究,取得了肯定的结果。

加强钻孔水力开采技术研究,拓宽探矿工程创新发展空间

钻孔水力采矿是钻探工程在采矿工程中的一种直用,是一个重要发展方向,具有拓宽创新意义。本文介绍了钻孔水力采矿的工作原理和工艺过程;讨论了石油喷射钻井射流和钻头的水力参数;探讨了钻孔水力采矿时破碎矿石的孔内射流碎岩器具及其结构参数;提出了有关改进这种技术的方法和手段的几点建议。钻孔水力采矿由于工程效益好、安全系数高和生态环境保护好等优点在国外一直在研究和使用。建议我国加强这方面的研究,以拓宽探矿工程的创新发展和服务空间。

关于切削型多节式刮刀钻头的分析研究

刮刀(翼片)钻头在泥岩和页岩等软地层中可以得到高的机械钻速和长的钻头进尺,但是在硬地层和软硬交错地层,特别是在研磨性地层中,钻进效率低,钻头磨损快,钻头寿命受到影响。俄罗斯南方国立技术大学ТретьякА.Я.教授研制出了一种切削型两节式Д-2ВВ钻头。这种钻头包括2个圆锥形回转节:领眼钻进部分回转节和井筒形成部分回转节,彼此独立、布置同轴,通过行星齿轮传动机构驱动,可以按不同(相反)方向回转,保证镶有数个PDC复合片切削具的刀翼,不论其处于如何位置,在单位时间内行走的路程都是相同的,所以磨损是均匀的,因而提高了耐磨性,提高了钻探的技术经济指标。该项技术取得了俄罗斯发明专利。

深部各向异性硬岩钻进用新型金刚石钻头试验研究

我国正在进行深部地质找矿和深部矿产资源开发,"十三五"计划规定了对地下空间的利用和开发进行研究,这些都离不开深部钻探。深部钻探中遇到的岩石多为各向异性岩石,在这种岩石中钻进时,钻孔容易偏斜,影响钻探效率和质量。俄罗斯博士СкоромныхВ.В.教授等对此进行了研究,提出了钻头水口大小变化的设计思想。对比试验结果表明,这种新钻头钻进技术指标较好,值得研究和探讨。