地浸砂岩型铀矿松散岩层单动双管取心钻具的研制与试验

为解决单管钻具取心工艺方法在深部目的层/矿层等松散岩层取心中存在的取心质量差、取心效率低和操作难度大的问题,开展了地浸砂岩型铀矿松散岩层单动双管钻具的研制和试验。通过设计和改进单动机构、断心结构、液力退心机构和快拆机构,研制了两类分别具有可直接液力退心和快速拆卸功能的SD型单动双管钻具。试验结果表明:SD110型双管钻具可在免拆内管的情况下实现地表快速液力退心,提高双管钻具退心效率;SDKC110型钻具可快速拆装更换内管,实现退心和钻进平行作业。与单管钻具相比,SD系列单动双管钻具在松散岩层的平均回次长度提高28.62%,平均机械钻速提高11.61%;与常规单动双管钻具相比,退心操作时间降低了32.69%。SD系列单动双管钻具适用于在松散破碎地层进行取心钻进应用,可有效提高岩心采取效率和岩心质量。

延长东部浅层煤层气水平井井下固井工具附件可靠性实验探索

延长气田东部区域煤层埋深浅、存在低压、易漏失层,该区域内的煤层气井在固井过程中易发生地层破裂、水泥浆漏失现象,井下固井工具附件可靠性直接影响固井质量。本文从固井技术难点分析出发,对于可靠性较高的弹簧球式浮箍浮鞋、固井碰压关井阀等设备完成仿真模拟分析及性能试验;研发的碰压关闭式浮箍,提高了工具可靠性。设计工具附件组成固井管串结构,现场应用2口水平井,结果表明优选的固井工具附件能够满足浅层大位移水平井固井施工的技术要求。

新型单水口PDC钻头在铀矿地质钻探中的适用性研究

北方地区铀矿地质钻探施工地层大多为砂泥岩,在钻进过程中,冲洗液固相含量较高、孔底净化困难,严重降低钻探施工进尺效率以及成孔质量。为了提高铀矿地质钻探的效率,改善孔底净化条件,设计和研制一种新型3翼单水口PDC(Polycrystalline Diamond Compac,聚晶金刚石复合片)钻头,通过数值模拟验证该钻头在结构与材料方面的可靠性;通过流体场模拟验证该钻头水路结构设计的合理性;通过现场4个钻孔试验,并与传统4翼多水口PDC钻头钻探指标进行对比,验证该钻头在实钻中能够更快在泥岩地层钻进,提高机械钻速约20%,且能预防较为严重的烧钻事故。新型3翼单水口PDC钻头在铀矿地质钻探中具有较强的适用性和推广应用价值。

鄂西地区颚鹤页3井钻探施工技术

页岩气参数井颚鹤页3井位于湖北恩施湘鄂西褶皱带宜都-鹤峰复背斜鹤峰向斜,钻探的主要目的是主探二叠系大隆组台盆相沉积页岩气,兼探栖霞组混积陆棚相沉积页岩气,设计井深2300 m,完钻井深2326 m。本文介绍了颚鹤页3井的钻探施工情况,针对地表浅层嘉陵江组的失返性漏失处理,防斜打直弯壳体螺杆钻具组合设计,孤峰组和茅口组高硬度硅质灰岩钻头选型等方面开展研究,提高了钻进效率,完成了中国地质调查局自主组建钻井队伍实施的第一口页岩气参数井,获取了目的层岩心实物资料,实现了鄂西地区二叠系大隆组页岩气、栖霞组油气调查新发现,拓展了鄂西地区二叠系页岩气勘探新区和新层系,对鄂西地区页岩气调查评价与开发提供了重要技术支撑。

基于钻进参数实时预测土体力学性质的Stacking集成模型

岩土体物理力学参数对工程勘察、设计、施工等作业不可或缺,但常规取样试验或原位检测均存在明显的精度误差。据此本文提出基于勘察钻探的实时钻进参数,建立基于机器学习的随钻土体物理力学参数模型。通过采集位于珠海市国家高新技术产业开发区内20 m勘探孔的真实数据,将EP-200G型钻机实时随钻采集的钻压、扭矩和三轴振动作为输入数据,将全孔土体粘聚力、内摩擦角、含水量与弹性模量试验数据作为输出。基于建模数据分析,证明使用单算法的3类机器学习模型(支持向量机、神经网络和决策树)的预测精度最高仅为0.78,而基于Stacking理念的集成模型可将预测精度提升至最高0.98。结合该模型,进行了随钻参数与土体参数间的敏感性分析,证实当不同土体参数发生变化时,不同随钻参数会发生明显变化,证明了随钻参数预测土体参数的可靠性与适用性。

顺北油气田二叠系火成岩钻井技术研究与应用

塔里木盆地顺北区块二叠系火成岩地层厚度大、硬度高、裂缝发育、非均质性强,导致机械钻速低与堵漏耗时长,相比邻区平均钻井周期增加达1.5倍。近几年,通过持续强化钻井液堵漏技术与优选高效钻井工艺,漏失量与堵漏时间逐步缩短,钻井指标逐年提高。本文分析了影响堵漏时间长与机械钻速低的主控因素,提出堵漏浆中加入竹纤维、变形颗粒以改善堵漏工艺技术,明确了冲击工具的适用条件,优选攻击性与抗冲击性的PDC钻头,改进混合钻头结构以及配套大扭矩、长寿命螺杆等技术对策,提速降本成效显著,为加快顺北油气田的高效勘探开发提供了指导。

单级套管扩孔一次跟进钻孔技术在滑坡治理中的应用

河南某山地滑坡前后两次治理,效果欠佳,滑坡体未得到有效抑制。工程预应力锚索需穿越残积层与各风化层中成串孤石群及中风化岩层中发育的破碎带,成孔深度长、孔径大。解决成孔中塌孔、卡钻、埋钻等问题,确保成孔质量,成为本滑坡治理工程施工难点与重点。基于此,采用了单级套管扩孔一次跟进钻孔技术。本文详细介绍其基本原理和施工技术要点,并对其治理效果评价分析,结果表明,利用单级套管扩孔一次跟进钻孔技术不仅可较好地对滑坡体进行治理,且可缩短工期、减少施工成本。

深孔钻进技术方法的探究和思索

矿产资源对人类生存和发展而言是重要的物质基础,矿业在我国产业经济中处于“上游”地位,对社会产业链有极大影响,如何利用好现有技术方法且不断突破传统观念的束缚,是我们地质工作者探求新知识的内在要求与核心动力。钻探施工属于隐蔽性工程,钻遇的地层岩性具有很大的不确定性,“三难”问题不同程度的制约了钻探施工生产。

雄安新区基岩热储钻探施工技术探讨

针对雄安新区基岩热储钻探中风化壳钻进、地层大量漏失封堵及基岩取心的钻探工程难点,通过对所处牛驼镇地热田、容城地热田和高阳地热田地热地质状况、岩性特点的分析,提出了基岩热储地热钻探有效解决方案,包括采用小径探孔施工工法、采用封隔器有效完成水泥浆堵漏、借鉴金刚石满眼取心钻具技术等。

南华北盆地太康隆起地热调查尉热1井钻井技术

尉热1井是河南省国土资源厅在南华北地区太康隆起西段部署的一口地热调查井,设计井深3000 m,完钻井深3306.80 m,是南华北地区深度最大的地热井。区域内构造发育,且缺乏邻井参考资料,地热地质研究程度较低,所钻遇地层复杂,施工中易出现坍塌、掉块等孔内复杂情况。通过优选钻探设备、钻进参数选择、钻井液体系等措施,保障了钻井工程的顺利实施,为该地区深部地热钻探施工提供了借鉴和指导作用。对实物岩心资料、物探测井数据、降压试验数据等分析,获取了热储层厚度、岩性、孔隙度、渗透率、单井涌水量、出水温度等参数,揭示了该区深部热储发育特征及开发潜力,为今后地热勘探开发提供了指导方向。

硬质岩滑坡深大抗滑桩一体化旋挖成孔技术及应用

硬质岩深大抗滑桩桩孔成孔效率是滑坡灾害防治的难点问题之一。选取川西南典型复杂山区硬质岩滑坡抗滑桩成孔为研究对象,系统分析了裂隙弱发育深部硬质玄武岩地层抗滑桩传统工艺成孔存在的问题,对此设计了9种组合旋挖成孔工艺方案进行现场试桩试验,从钻进效率、技术及经济可行性等方面进行了分析论证。现场试验及分析结果表明:采用“大扭矩截齿筒钻旋挖+扩孔直径差0.4 m”分级扩孔一体化成孔技术在硬质岩地层中钻进效率较高、钻具损耗较低、成本较低,验证了硬质岩抗滑桩高效旋挖分级扩孔技术的可行性和高效性,对比现有人工成孔、冲击钻成孔、旋挖一次成孔等工艺,从安全、效率、成本等方面均得到了极大提升。该技术成功应用于白鹤滩迁建集镇后缘滑坡桩基施工,每延米综合耗时1.43 h,较改进前旋挖一次成孔效率提升3倍,成本降低了60%。该技术为复杂地质条件下水敏型、震敏型硬质岩滑坡抗滑桩快速成孔施工提供了高效、可行的技术方案。

绿色勘查技术在湖南省幕阜山地区钻探工程中的应用与实践

随着新一轮找矿突破战略行动的全面开展,矿产资源勘查工作量不断增加,钻探工程施工与环境保护矛盾日益凸显。以绿色发展理念为引领,加强绿色勘查技术方法的应用,减小对环境的破坏,在当前钻探施工中尤为重要。本文介绍了在幕阜山烟竹坡工作区,通过使用便携式全液压钻机施工,使用小型履带运输车搬迁,场地布设时使用铁质循环槽、土工布、防渗膜减少冲洗液、油料渗漏污染,钻进过程中使用环保冲洗液、钻井液离心机,钻进完成后进行废液、废料、垃圾的处理及场地修复等一系列绿色勘查技术措施,减小了施工对环境的破坏,为以后绿色钻探施工提供了可借鉴的经验。并建议完善绿色勘查标准规范,提高绿色施工预算,探索无人机辅助搬迁和高适应性钻机底座,推进绿色勘查施工有效落实。

青海省茫崖市马海地区钾矿绿色勘查措施

青海省实施大量的盐湖钻探施工项目,要求实施绿色勘查。本文以青海省茫崖市马海地区钾矿勘查9号孔为例,根据现场实际施工情况,结合矿区矿区自然生态概况,合理规划了生活区和施工区的平面布置,分析了造成环境扰动的主要因素有项目临时道路修筑、车辆行驶、项目驻地建设、钻探工程施工等方面,同时制定了对应的绿色勘查措施。可为提高地质钻探从业者的绿色施工的意识、形成绿色勘查习惯,以及其他单位在风成砂覆盖区开展地质钻探施工时提供了可复制、可参考的绿色勘查经验。

基于非球形岩屑的高压CO_(2)喷射钻井携岩试验研究

在非常规储层开采中,欠平衡气体钻井技术克服了传统钻井钻速低、建井周期长和效率低等缺点,而气体钻井技术在深部地层钻进时井底高效携岩是制约上述问题的关键之一。由于气体钻井携岩研究中多采用球形代替真实非球形岩屑,忽略岩屑非球形轮廓对岩屑运移的影响,致使井底喷射携岩特性不准确。为此,本文采用PDC钻头切削砂岩所得真实岩屑制得非球形岩屑,搭建PDC钻头高压CO_(2)喷射携岩试验平台,探究岩屑球形度φ、喷射压力、钻头转速和岩屑体积对携岩的影响。结果表明:非球形岩屑上升时轴向速度波动大,且其启动速度快于球形岩屑,但速度衰减更快;随着岩屑球形度φ值的增加,岩屑在井筒内的轴向速度先减小后增加,当φ值在0.6~0.65范围内岩屑轴向速度降低导致运移效率变差;CO_(2)喷射压力增加对岩屑轴向速度增加显著,在距离井底35 mm处岩屑轴向速度增幅可达221%;钻头转速增加使得靠近井底段的岩屑运移速度提升显著,当钻头转速在70~80 r/min范围内,平均运移速度稳定在11.88 m/s,携岩效果较好;岩屑轴向速度随岩屑体积的增加呈现先减小后增大的趋势。上述研究系统阐明了PDC钻头喷射钻井携岩特性,为CO_(2)等气体喷射钻井技术应用提供了理论基础。

反循环气动潜孔锤进气端分流引射接头设计及结构参数分析

为解决反循环气动潜孔锤在钻进过程中岩石重复破碎及排渣效率低下的问题,笔者基于NGQ-320反循环气动潜孔锤设计了进气端分流引射接头。该接头可实现潜孔锤供气量的动态调节,其引射结构可以将部分压缩气体引入中心通道,对井底流场产生泵吸作用的同时改善冲击机构的动力供给;同时采用CFD技术研究了分流引射接头局部流场,分析了喷射孔夹角、喷射孔开口深度、喷射孔直径和喷射孔偏转角度等参数对中心通道抽吸性能的影响,确定了各项结构参数的较优取值。结果表明,分流引射接头在喷射孔开口深度320~330 mm、喷射孔夹角30°~35°、喷射孔直径12 mm、喷射孔偏转角11°~13°的情况下具有较好的抽吸性能。

连山关地区铀矿地质钻探技术优化

由于连山关地区存在着地层复杂、岩石胶结松散、水敏性强等诸多不利因素,钻探施工中存在钻孔漏失、掉块卡钻以及坍塌埋钻等问题,导致钻孔报废,降低了铀矿地质钻探施工的经济效益。为了解决以上问题,以ZK93-1孔钻为对象,针对铀矿地质地层特性以及常用设备、泥浆等存在的不利因素,对钻孔设备进行优化,选用CSD-1800A型全液压动力头钻机、HQ绳索取心钻具,并配备镦粗钻杆的NQ绳索取心钻具,提高了钻进效率及安全性,也降低了劳动强度;选用成膜防塌无固相冲洗液,有效降低钻孔偏斜,保证了岩矿心采取率,降低了施工成本,为类似地质条件地区的钻探工作提供参考依据。

金属矿山地质勘查与深部地质钻探技术探讨

随着我国采矿业的快速发展,浅层矿产逐渐减少,无法满足经济需求。因此,我们必须加强深部地质勘探,利用其独特优势提高开发效果。结合实际情况,熟练运用深部勘探技术,可大幅提升应用效率。同时,为更好地开发深部矿产潜力,需强化管理,提升勘探的可靠性和精度,拓宽开采范围,以推动经济持续增长。简言之,深化地质勘探,精准开采,助力经济发展。

自激振荡旋转冲击钻进工艺应用研究

自激振荡旋转冲击钻进工艺可提高碎岩效率,提升机械钻速。在冀中地区北部试验井中进行了应用试验。试验井段钻孔直径215.9 mm,钻具组合为PDC钻头+ZJXC-178型自激振荡冲击工具,分试钻井段和后续井段两个井段进行了现场应用试验。通过对同井、邻井的扭矩、钻头使用情况、机械钻速及岩屑等分析对比,自激振荡旋转冲击钻进工艺显著提升了钻井速度,实现了高达73.4%的提速效果,并且单只钻头的进尺量也得到了48.2%的提升。验证了该工艺在提升钻井效率方面的有效性,在保证钻头破岩切削力的同时,有效减小了扭矩的突变,显著抑制了钻头粘滑振动现象,从而实现提速的同时保护钻头。

地质岩心钻探技术在矿产资源勘探中的应用

本文探讨了地质岩心钻探技术的发展趋势。钻探设备将更加高效可靠,实现自动化操作和数据采集;传感器技术进步将提供高分辨率的地质数据;数据集成与分析智能化,通过数据挖掘和机器学习提供准确的地质解释;环境保护和可持续发展是关注点;高级数据处理和可视化技术提升了数据分析和决策支持。这些趋势将推动地质学进步和资源管理的准确性。

绳索取芯技术应用中的井壁稳定性研究

随着深孔钻探环境愈加复杂,绳索取芯钻进技术实施过程中井壁失稳现象愈加突出。为破解该技术难题,从地质因素和工程因素两方面详细论述了绳索取芯过程中导致井壁不稳定的因素。以某重大供水工程中的重点勘察钻孔DZK4为例,结合深孔复杂岩层实际情况,提出“阳离子-高黏结-润湿反转-化学抑制-密度合理支撑”的协同防塌机理,结合该机理形成钻井液配方。应用情况表明,钻井液密度、失水量等相关指标都达到控制标准,钻井液性能较为稳定。