贵州省岩风阡铝土矿钻探施工工艺研究

贵州岩风阡铝土矿项目实施中钻遇硅质岩层,在钻进过程中产生的钻屑在钻井液漏失孔段不容易排出,易发生埋钻、卡钻、无芯等现象。通过优化钻孔结构、合理选择钻进参数,采用跟管钻进配合绳索取心工艺,有效解决了穿越溶洞的护壁难题,大大提高了钻遇溶洞成孔率。采用聚合物凝胶护壁堵漏减少了破碎地层掉块卡钻事故的发生。提高了钻进效率,节约了钻探成本。采用长套管穿越溶洞,降低了报废工作量,提高了工作进度。通过一系列技术措施的实施,如期完成了项目施工任务。本文对该矿区的施工经验进行了总结,希望为类似矿区钻探施工起到借鉴作用。

自张式膨胀管技术的研究与应用

孔内膨胀管钻探技术是保障复杂地层孔壁稳定的有效技术之一。本文针对易出现缩径、坍塌、掉块的强水敏性地层,提出了一种自张式膨胀管护壁方法,并根据该方法的护壁原理研制了相适配的新型扩孔钻具、膨胀管及膨胀管投送装置,在不改变钻孔结构的情况下,对复杂孔段进行局部扩孔,投送膨胀管借助自身张力自然弹开而固定在相应的扩孔段,实现钻进时护壁。通过室内及现场试验对机具进行了优化,最终取得了良好的应用效果。试验证明:该方法操作简单可靠、易于定位,相较于水泥浆护壁具有处理速度快、停待时间短、减少重复处理等优势,适用于岩心钻探领域多孔段复杂地层的固壁与护壁,有利于降低孔内事故处理的成本、提高钻进效率,具有较好的推广应用价值。

面向新一轮找矿突破战略行动绿色勘查的钻探技术研发与应用建议

绿色勘查技术是支撑和保障新一轮找矿突破战略行动,践行绿色发展理念的重要举措。钻探是客观获取地下实物资料,助力找矿勘查的技术手段之一,也被认为是众多勘查手段中对环境破坏最显著的技术种类。钻探施工对环境的负面影响可系统总结为三个方面:一是对地表环境的物理扰动;二是对地表及地下一定深度范围内岩层与水体的化学元素污染;三是钻探设备运转时的噪音与尾气排放等。针对上述环境问题,基于全国近120万口地质调查钻孔深度分布特征和新一轮找矿突破战略行动重点勘查的方向,钻探技术应至少在机械设备的轻便化及模块化、钻进循环介质种类的选择与废固液无害化处理、机械设备的驱动力等方面加以改进,以期降低物理扰动、减少化学污染、控制噪音与尾气排放、提高钻进效率与自动化程度等。另外,固体矿产勘查钻探还应综合运用其他技术,如孔内成像技术等,通过采集孔壁所示的岩性、构造及其产状等原位地质信息,提高钻孔利用程度,进而提高绿色勘查水平。

贵州松桃高地超大型锰矿深孔钻探工程难点与对策研究

随着地质矿产勘查不断深入,深孔钻探通常会遇到多套复杂地层,由于在勘探阶段对钻孔质量要求较高,施工难度剧增。本文针对贵州省松桃县高地锰矿勘探阶段钻探施工出现的难题,通过采取“一基两孔”布孔和施工技术、水泥封孔护壁技术、钻孔结构优化防垮塌埋钻技术、多措并举防孔斜技术、钻井液循环困难处理技术、钻杆脱扣处理措施、套管埋钻处理技术等技术的联合使用,在勘查区后续钻孔施工过程中取得了理想的效果,研究总结形成了一套较为完整的锰矿勘探阶段深孔钻探技术体系,为今后类似工程提供借鉴作用。

复兴地区页岩气井油基钻井液井壁稳定和防漏堵漏技术

针对复兴地区凉高山组地层漏失严重,自流井组东岳庙段溢漏同存,地层垮塌掉块,频繁憋泵蹩顶驱的问题。采用XRD衍射法对兴页L2HF井、兴页1002HF井凉高山组和自流井组东岳庙段地层的岩石进行矿物组成分析,使用微观SEM扫描电镜对该地层岩石进行了微观形貌分析,再结合现场情况总结了复兴地区井壁失稳和地层漏失机理。通过提高钻井液的乳化稳定性、降摩减阻和多重封堵性能,形成复兴地区页岩气井油基钻井液井壁稳定技术,该钻井液体系满足封堵性PPA小于2 mL,填砂管侵入深度小于2 cm;基于压裂砂堵效应,通过优选和研制了复合堵漏剂、诱导剂、悬浮剂,形成复兴地区程序法“控滤失”模拟砂堵防漏堵漏技术,堵漏浆体系可承压能力高达7 MPa,更适合应用于多裂缝地层。油基钻井液井壁稳定和防漏堵漏技术在兴页某-1井进行现场应用,相对于使用高密度柴油基钻井液体系的兴页某-2井,优化后钻井液体系的黏度和切力更低,润滑减阻性能更强,漏失和地层失稳等复杂情况明显减少。

长螺旋钻孔压灌桩在西安某项目的试验研究

砂卵石场地的钻孔灌注桩通常采用泥浆护壁旋挖或反循环成孔工艺,该类成孔工艺泥浆用量大、质量控制要求高,易产生塌孔、沉渣超标等质量问题,导致单桩承载力不能满足设计要求。长螺旋钻孔压灌桩工艺无泥皮和沉渣,成桩质量和单桩承载力大幅提升,但对于超长桩,该工艺不能下通长钢筋笼,一定程度上限制了该工艺的使用。结合西安奥体中心工程进行试验研究与论证,将通长配筋改为按桩长2/3且不大于25m配筋,保证了长螺旋钻孔压灌桩在该项目的使用。

多工艺反循环钻井技术发展现状与展望

反循环钻井技术与正循环钻井技术相反,循环介质和地层岩屑从钻具水眼返出井口,其裸眼环空保持相对静止,此种钻井方式有利于实现超大尺寸井眼高效携砂、恶性井漏井段的防漏治漏以及敏感性储层的有效保护,同时也为水平井钻井过程中的窄钻井液密度窗口、井眼净化和水平段长度延伸等需求提供新的技术方案。文章通过梳理开展反循环钻井技术以来各家反循环钻井技术的研究进展与成果,总结了单壁钻杆反循环钻井技术、双壁钻杆反循环钻井技术、单壁钻杆+双壁钻杆反循环钻井技术、多通道钻具反循环钻井技术的工作原理及技术特色、适应的工作环境等,并在此基础上提出了反循环钻井技术在油气钻井领域的发展方向及建议。文章的研究成果可以为反循环研究工作提供信息,助力深井超深井超大尺寸井眼提速钻进、井漏等复杂井眼处理以及非常规油气资源安全效益开发提供技术支撑。

广西苗儿山大厚度水敏性地层冲洗液技术研究及应用

广西苗儿山地区铀矿找矿潜力巨大,但局部地区地层复杂,存在大厚度水敏性地层及破碎地层,钻探施工中频繁遇到孔壁坍塌及钻孔超径等难题,导致孔内事故频发,严重影响施工进度。因此,对该地区水敏性岩心进行了矿物成分和微观特征分析,分析结果表明水敏性地层含有大量蒙脱石、高岭石、水云母等粘土矿物,且微裂隙发育,水化膨胀严重。针对以上问题,通过室内实验评价,优选了新型成膜护壁材料,进一步研制了护壁性良好的成膜护壁冲洗液体系,其最优配方为:5%成膜A剂+3%成膜B剂+1.5%改性沥青+1%随钻堵漏剂+1%封堵剂+0.6%增粘剂+0.2%包被剂。该冲洗液API滤失量为5~8 mL,相对膨胀降低率达到87%以上,可有效抑制水敏性岩心水化膨胀,护壁效果明显。该技术在苗儿山地区3个试验钻孔成功应用,顺利钻穿水敏性地层,未发生岩心分散、孔壁坍塌等问题,取得了良好的应用效果,初步形成了针对该地区水敏性地层的成膜护壁冲洗液技术。

无泥浆护壁旋挖成孔灌注桩在边坡工程中的应用

以赖子河水库发电厂房边坡马道上抗滑桩施工为例,介绍了无泥浆护壁旋挖成孔灌注桩的施工原理、施工工艺流程、施工操作要点、施工质量控制及发电厂房边坡监测情况。无泥浆护壁旋挖成孔灌注桩施工技术在威宁县赖子河水库发电厂房东侧边坡工程中应用是成功的,质量控制较好,取得了显著效果。

泥浆护壁钻孔灌注桩技术在建筑工程中的应用研究

在建筑项目施工中合理应用泥浆护壁钻孔灌注桩技术,不仅可保证建筑桩基础施工符合质量标准,还能为后续建筑结构施工的顺利开展提供保障。文章分析了泥浆护壁钻孔灌注桩技术的优势,并研究了该技术在建筑工程施工中的实践应用。

粉细砂地层水平定向钻最佳泥浆配比试验研究

基于肇庆市高要区管网增扩建改造项目,针对水平定向钻施工在细砂层地质条件下容易塌孔的问题,通过室内试验确定适用的泥浆最佳配比,并通过土样浸泡试验进行验证。结果表明:膨润土及羧甲基纤维素钠掺量对泥浆性能影响最大;纯钙基膨润土泥浆由于静置后水土分离严重,其流变性、黏度、造浆性均较差,无法直接应用于实际工程;适用于肇庆地区粉细砂地层的泥浆最佳配比为水∶钙基膨润土∶羧甲基纤维素钠∶聚丙烯酰胺∶纯碱=1 000.00∶70.00∶2.00∶0.01∶2.00;经室内浸泡试验和现场应用验证,该配比的泥浆性能最优且经济性较好,可解决施工过程中的塌孔难题。

厚砂层泥浆护壁引孔预制桩施工技术

结合工程实例,探讨预制管桩基础在厚砂层地质条件下的施工应用。介绍了北方内陆地区含厚砂层条件下,先引孔降低土层阻力,再在砂层部位泥浆护壁避免引孔后坍孔,最后利用静压桩机将预制管桩沉入预定持力层的施工工艺和技术要点,为预制管桩施工提供了新的经验。

旋挖钻孔灌注桩穿越高水位、杂填土层防塌孔施工技术研究

在高地下水位,且土质大多为杂填土的地质条件下,采用传统的泥浆护壁和埋设长护筒技术进行旋挖钻孔灌注桩施工,常常会出现一些困难棘手的问题,特别是塌孔现象屡见不鲜。为了切实解决塌孔现象,保证桩基施工质量,文章对旋挖钻孔灌注桩在穿越高水位、杂填土层施工过程中的实际问题进行探究,形成了一套行之有效的综合防塌孔施工技术,以供参考。

生态护坡理论及技术研究现状综述

为了更好地保护生态环境以及为未来研究提供研究基础及方向,通过查阅收集文献资料,分析和阐述了生态护坡技术国内外研究现状、生态护坡技术的理论和影响因素,将工程扰动区常用边坡生态修复技术分为喷播类、组合结构类、刻槽钻孔类、生态挡墙类四类,并对四类生态护坡关键技术的发展现状、特点和适用范围进行了重点综述与分析。并从以下四方面提出展望,即从特殊环境下生境基材配置研发及植物合理选择、优化边坡支护工艺、完善生态护坡方面的技术规范和理论建设、建立科学的施工养护管理体系和有效的护坡工程评价机制提出展望。该研究为生态护坡理论及技术研究提供了理论基础和实施方向。

定向钻拖拉钢管穿越汾河施工技术简述

在输水管线施工中,采用定向钻拖拉直径较大(内径大于1 m)钢管穿越河道是一种新的施工工艺。该工艺采用大型的定向钻机进行导向孔钻孔、扩孔、泥浆护壁、洗孔、管道回拖等施工。阐述了山西省晋中东山供水工程输水线路施工二十八标管道在穿越汾河时,用定向钻拖拉DN1020钢管的施工要点,以便在同类工程中推广。

复杂施工条件下地下连续墙施工技术

地下连续墙往往有着刚度大、抗渗透功能强、以及耐压持久等优点,广泛应用到我国水利工程建筑施工中,但是地连墙施工因为需要较大场地和空间也对施工环境提出了要求。为解决穿土坝地下连续墙施工中面临的交通中断、临近旧建筑物狭小施工空间、岩石地质硬、溶洞发育等问题,提出架设贝雷桥、导墙加固技术、潜孔钻岩层预破碎技术、贝雷桥整体吊装等综合技术,解决了复杂条件下地下连续墙施工困难的问题,可在类似工程施工中推广应用。

湘南1号深钻复杂地层护壁技术

孔壁稳定性是钻孔顺利钻进的重要条件,合理的护壁工艺可有效地保持孔壁稳定,尤其是复杂地层钻进过程中更是需要采用适合的护壁工艺来保持孔壁稳定以达到顺利钻进的目的。湘南1号深钻施工过程中多个孔段地层极为破碎,出现了严重孔壁失稳问题。通过分析地层及现场施工工艺后,针对不同孔段,形成了一套系统的护壁方案。通过现场实际护壁效果对比发现,冲洗液在轻微漏失工况下的护壁效果较好;跟管钻进工艺适合于快速穿越局部极破碎地层;水泥球混合水泥浆对极度破碎地层护壁有良好的效果。不同的护壁工艺各有优缺点,在实际钻探过程中针对性的选用高效护壁工艺对提高钻进效率有着重要意义。

松软煤层“护孔卸压”钻进力学机制

为解决常规套管钻具应用软煤层钻进存在着钻进阻力大、效率低的技术难题,提出“护孔卸压”钻进新观点,建立护孔钻进旋转阻力矩模型、轴向阻力模型及护孔数值模型,分析常规套管钻具应用于软煤层钻进存在的技术缺陷,探讨“护孔卸压”钻进工艺方法实现卸压、降阻的力学机制。结果表明:受软弱煤岩层钻孔收缩产生的围压影响,应用常规套管钻具钻进,在较短的钻孔深度范围内其旋转阻力矩和轴向阻力超过了钻机的额定扭矩及提拔力,钻杆将无法旋转及退钻,致使钻进终止;通过在套管钻具表面设置间隙或孔结构,减小护孔钻杆与钻孔壁的接触面积,为钻孔孔壁留设变形空间,钻杆表面形成的“卸压区”释放了钻杆周围煤体膨胀应力,并且旋转的钻杆不断切除膨胀的煤体,降低了软煤钻孔膨胀变形对钻杆产生的摩擦阻力;提出护孔面积比Sk概念,用来表征钻杆表面孔隙留设面积大小,伴随Sk减小,其旋转阻力矩和轴向钻进阻力呈逐渐降低趋势,降低幅度可达50%以上,从而降低了钻机的动力损耗,有效提高松软煤层的钻孔深度。基于“护孔卸压”原理,构建了螺旋护孔钻杆模型和多孔结构护孔钻杆模型,在实际应用中,结合施工地点的煤岩力学参数,合理确定护孔面积比Sk是护孔卸压钻具结构优化设计的关键。

国内外钻井液技术新进展

为全面了解国内外钻井液技术研究现状、明确钻井液技术的发展趋势与方向,在调研大量相关文献及报道的基础上,对近年来国内外出现的钻井液新技术进行了分类归纳总结,从新型钻井液体系、储层保护技术、防漏堵漏技术、新型钻井液处理剂、钻井液泥饼清除技术等5个方面对其进行了介绍。其中,新型钻井液体系涉及各种水基钻井液体系、油基钻井液体系、合成基钻井液体系和成膜钻井液体系等;介绍了裂缝性碳酸盐岩储层保护技术;防漏堵漏技术主要介绍了可溶粒子降滤失剂、超低渗透添加剂、微凝胶聚合物降滤失剂等;新型钻井液处理剂包括快钻进KSAJ、Mn3O4加重剂、季铵盐表面活性剂、页岩抑制剂(乙基葡萄糖苷和SIAT)和高温保护剂GHB等;还对钻井液泥饼清除技术作了简要介绍。

长庆气田小井眼钻井液技术研究与应用

为解决长庆气田小井眼施工中存在的井漏、地层自呼吸、井壁失稳、携岩困难、电测成功率低等问题,从水力参数、岩屑清除和钻井液体系入手,在兼顾降低循环压耗和提高环空净化能力的同时,设定合理的泵排量,以此预防井漏、避免地层自呼吸现象;从新的实验评价方法入手,结合小井眼钻井液施工特点,优选出复合抑制剂CQFY作为主抑制剂、天然高分子降滤失剂NAT20作为降滤失剂、无荧光白沥青NFA-25作为封堵剂,确定钻井液体系配方。2018年至今施工的φ165.1 mm井眼和φ152.4 mm井眼均使用了该技术。现场应用表明,该技术可有效保证井壁稳定,井径规则,并可预防井漏,避免地层自呼吸现象,提高了钻速,电测成功率高。完成φ165.1 mm井眼235口井,电测成功率为84.7%,φ152.4 mm井眼7口,电测成功率为100%,取得了较好的应用效果。