冲击破岩钻井提速技术研究现状与发展建议

提高钻井速度不仅是提高我国油气效益开发及深地勘探等方面的重要技术手段,同时对保障国家能源安全意义重大。冲击破岩钻井技术在国内外油田现场应用并获得了良好的提速效果,持续开展此类技术攻关有望攻克当下我国深地高温高压硬岩地层进尺低、提速难的技术痛点。介绍和分析了轴向冲击、扭力冲击和轴-扭耦合冲击辅助钻头破岩钻进技术方面的实践及发展动态。结合冲击破岩钻井技术现状,阐明了冲击辅助钻头破岩力学原理是冲击破岩钻井提速技术的关键问题,综述了国内外研究学者在冲击辅助钻头破岩物理实验、理论模型和数值模拟等研究方法上取得的科学进展。针对冲击破岩钻井提速技术的发展提出了相关建议,即加强在材料结构优化设计、智能化控制、多元技术融合和井场应用优化等方面的研究力度,为我国能源高效开发做出贡献。

反井钻机球形镶齿滚刀破岩数值分析

利用有限元软件，建立球形镶齿滚刀三维数值模型，分析了滚刀破岩原理、岩石应力和滚刀受力情况，研究了刀齿间距和刀齿排距对滚刀破岩效果的影响，得到了滚刀结构参数与岩石破碎特性的规律。数值模拟结果表明：①滚刀破岩力具有明显的阶跃特征，从而证实了岩石的跃进破碎特性。②刀齿间距较大时，破岩比能变化较小；破岩比能总体随刀齿间距的减小而减小。③破岩比能随刀齿排距的增加，先减小，后增大。在35-45mm范围内，球形镶齿滚刀排距存在1个最佳值。

气液联动凿岩钻车应用于露天爆破穿孔

阐明了气液联动凿岩钻车的主要特点、破岩原理、基本结构、主要技术参数及在露天爆破穿孔中的应用 ,实验表明 ,它具有钻速快、可靠性高、价低、纯钻速约为潜孔钻机的 3- 4倍等优点 ,在露天深孔穿孔作业中具有明显的优势。

岩石隧道掘进机盘型滚刀破岩发展现状及趋势

本文概述了岩石隧道掘进机(TBM)盘型滚刀破岩掘进的原理以及发展现状,总结性的讲述了与传统钻爆法破岩相比TBM盘型滚刀破岩所具有的优点,讲述了新型破岩技术在滚刀破岩时的辅助作用,展望了未来TBM盘型滚刀破岩技术在各个工程领域的应用与发展。

自控型粒子冲击钻井系统研制与现场试验

我国油气资源勘探开发中常规钻井技术在钻遇石英砂岩、燧石、高硅质砂岩、黄铁矿和火成岩等难钻地层时,面临“钻速慢、进尺短”的钻井瓶颈。为此,基于粒子高频冲击破岩原理,借鉴高层建筑混凝土配浆-注浆和常压混凝土储存方法,设计了双活塞换向机构、防粒子沉淀物料罐、动态回收储存装置、高效分离装置和2D/3D自动化监控系统,研制了1套自控型粒子冲击钻井系统,并在江沙X1井对其进行了现场试验。试验结果表明:该系统运行稳定可靠,粒子回收率达到98.7%,平均机械钻速15 m/h,与邻井同地层螺杆配PDC钻头钻进方式相比平均机械钻速提高1.52倍。所得结论可为深层及复杂坚硬地层钻井提速提供技术支撑。

微差爆破技术在巷道掘进中的应用

根据岩巷单自由面作用下岩石夹制作用较大的特点,介绍了微差爆破技术的基本原理和合理的微差间隔时间。在巷道掘进中合理地选择微差间隔时间,利用先期爆炸产生的应力场、自由面以及岩块间的相互碰撞,可以达到降低炸药单耗、控制爆堆集中和改善爆破效果的目的。

一种用于微风化岩的盘形球齿滚刀顶管机的设计与应用

盘形滚刀是一种硬岩切削时常用刀具,目前应用最广泛的单刃盘形滚刀经常面临切削速度较慢和磨损较大等缺点。在对盘形滚刀破岩原理和力学模型分析的基础上,提出了一种全新的盘形球齿滚刀刀具,可以更快地切削岩体并承受较小的切削力,从而减小磨损速度。由此设计了一种应用该刀具的全断面矩形顶管机,并进行了相关切削试验。