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。

钻井液离心机预防绳索取心钻杆内壁结垢研究

针对钻杆内壁结垢严重制约绳索取心安全、优质、高效实施的技术难题,开展了金刚石绳索取心钻进钻杆内壁的结垢机理与影响因素综合研究,结果表明:当钻具结构与钻井液性能一定的情况下,钻井液中的固相含量与颗粒大小是影响钻杆内壁结垢的主要因素。金刚石岩心钻进所产生的岩屑粒径在5~100μm之间,总体偏细,难以依靠自然沉降清除。为此,研制了TGLW系列小型离心机,现场试验表明:该离心机可使钻井液中固相颗粒的峰值从5~80μm降到3~10μm,固相粒度中值从11.189μm降到3.513μm,固相清除率达90%以上,控制钻井液固相含量在0.5%以下,既维护了钻井液性能、又预防了绳索取心钻杆内壁结垢。

直连绳索取心钻杆分区热处理技术研究

为了提高绳索取心钻杆的性能,对直连绳索取心钻杆的受力情况、结构特点以及传统处理工艺进行分析,提出了分区热处理的工艺。通过对两端进行热加工处理,使钻杆中间管体区域和两端热处理螺纹区域性能出现差异,提高两端综合强度的同时改善螺纹部分的受力状态,可使钻杆柱既具有高强度又兼具柔性,大幅提高钻杆机械性能以及耐磨性。其中调质硬度HRC33~38能在保证管体延伸率与正火、回火基本一致的情况下,强度提高37.7%,硬度提高40%,抗冲击性提高46.7%。调质硬度HRC38~42时,材料的耐磨性提高9.1%。更适合全液压钻机施工及深孔钻进,为钻探施工提供了钻机、钻杆配套性的优选方案。

工程勘察行业常用钻进工艺的特点及优化分析

结合工程勘察的实际情况,分析了岩芯管钻进、螺纹钻钻进、三翼钻钻进和冲击钻钻进所适应的地层,介绍了各工艺钻进过程、对土体的扰动破坏情况、施工作业程序等特点,总结了这四类钻进工艺的优缺点。根据工程勘察实践经验及对各钻进工艺机理的分析研究,对于黏性土和以黏性土为主的夹层或混合土,从分层判别准确性、原状土采取质量和标准贯入试验数据可靠性分析,螺纹钻钻进工艺有绝对的优势。在工程勘察行业领域中广泛使用的四类钻进工艺目前并无重大突破,相关的各类钻进设备相对陈旧老化,进一步阐述了钻进工艺改进优化的研究进展,提出了工程勘察中钻进工艺的研究方向和期望。

柳州地区页岩气地质调查井钻探技术研究与应用

页岩气地层裂隙发育,胶结性差,表现为岩石破碎、水敏性强、孔壁强度低。在钻进过程中容易出现坍塌、掉块、缩径等复杂情况,从而引发孔壁失稳、卡钻、埋钻等孔内事故。对广西柳州地区页岩气地质调查井工程进行钻探技术研究,应用PVA1788成膜体系无固相冲洗液和成膜防塌体系无固相冲洗液、绳索取心液动锤钻进技术、膨胀波纹管护壁新技术、螺杆钻具定向钻进纠斜技术,在现场勘探施工中取得了良好的效果,保证了项目的顺利施工。

松散砂岩取心技术的应用

砂岩取心是迄今为止仍然没有完全解决的钻探技术难题。砂岩的种类很多,但都有共同的特点:结构比较松散,无胶结或少量胶结,遇水膨胀,透水性好。在砂岩中钻探取心,岩心采取率不高,钻孔容易垮塌。为了解决砂岩取心钻探中的技术难题,从钻进工艺技术参数、取心器结构、钻头优化设计、冲洗液配方、钻机配套、岩心烧结卡取以及水压出心等多方面开展研究,总结出了一套砂岩取心技术,应用在实际钻探生产中,取得的各项技术指标完全满足地质要求,为地浸砂岩取心钻探提供了宝贵的经验。

绳索取心钻探施工中钻杆折断原因分析及应对措施

通过分析绳索取心钻探施工工况、钻杆折断事故现状及折断部位,探讨绳索取心钻杆折断的原因,提出预防绳索取心钻杆折断措施。

大直径加重管组合绳索取心钻具研究与应用

新型能源勘探与常规矿产资源勘探的要求有所不同,其主要特征是孔深、直径大、地层复杂、工程精度要求高,而小口径绳索取心钻进工艺技术已难以满足新型能源勘探的要求。为了解决这一问题,本次研究在小口径绳索取心钻具的基础上加以改进,研发了一种大直径加重管组合绳索取心钻具,并在浙江临安页岩气勘探区块钻探中应用,解决了大直径深孔取心效率问题,取得了良好的效果。该钻具具有孔底加压、工作稳定、保直防斜、冲洗液上返阻力小,一次性成孔等特点,对深孔大直径绳索取心钻探技术的探索研究具有一定的指导和启迪作用。本文重点介绍了该钻具设计思路和方案,钻具结构作用原理和主要技术参数及应用情况。

南华北盆地亳州—阜阳地区页岩气钻井技术

为寻求南华北盆地安徽北部地区油气资源勘查的突破,在亳州、阜阳一带部署了多口勘探井。针对皖亳参1井中古生界地层可钻性差、取心易堵及取心难度大等难点,采用配置双扶正器取心筒、调节岩心爪间隙、优选PDC钻头以及优化取心参数等方法,高效完成230 m破碎层取心,收获率达96.89%;针对皖太参1井二开长裸眼井段发生失返性漏失、卡钻等井下复杂,采用多种堵漏配方堵漏,以及复合震击-卡点爆炸-套铣等一系列工序成功解卡。通过多口井的技术实践,形成了一套适宜于亳州—阜阳地区页岩气调查井的高效取心技术和复杂处理方法,为下一步该地区同类井钻井施工提供借鉴。

气动贯通式潜孔锤反循环连续取心取样钻进新技术在河南钼矿中应用

三道庄钼矿勘探生产中钻遇的地层非常复杂,采用其他方法均无法实现钻进,经过分析比较,决定采用贯通式潜孔锤反循环连续取心(样)钻进新技术来解决该地层钻进难、成孔难、取样难等三大问题。文章从钻进技术特点、工作原理等方面对该技术进行详细分析,得出其具有钻进效率高、岩心(样)采取率高、成孔质量好等突出优点。并介绍了钻进主要设备机具的配套、施工工序、操作要点、遇到问题的解决方法等。在河南钼矿露天采石场应用该项技术,有效避免了塌孔和卡钻事故,工程进展顺利、质量好、岩心(样)采取率在98%以上,取得了良好的效果。针对在生产试验中遇到的某些问题,作者提出了一些改进建议。

复杂地层中深孔绳索取心钻探技术研究

研究开发成功的SQ系列高强度绳索取心钻杆首次采用了薄壁钻杆内镦粗技术。同时,通过优化接头螺纹参数,改进钻杆接头热处理和表面处理工艺,简化钻具结构等措施,使绳索取心钻杆强度提高40%以上,使用寿命明显增加,钻具冲洗液过流阻力大幅降低。钻杆可以采用垫叉和扳叉拧卸。在地质条件复杂的勘探区试验示范,取得了良好的应用效果。

91单动三重半合管钻具的研制与应用

为了提高松软复杂地层岩矿心采取率和岩矿心的质量,弥补普通双管钻具取心功能的不足,特别研制了91单动三重半合管钻具。介绍了钻具的结构、工作原理、组装、维护保养及在3个不同矿区5个钻孔的野外生产应用情况。应用结果表明,该钻具适宜松散地层钻进,岩矿心采取率达到了100%,同时防止了岩矿心被外界扰动,保持了岩矿心的原状性,提高了岩矿心的质量并利于岩矿心后期的运输与储藏。

小直径特深孔绳索取心口径系列及钻柱方案

现行绳索取心口径系列主要适用于3000 m以内浅钻孔。在4000 m左右的特深孔绳索取心钻进中,存在一定的技术＂瓶颈＂,如地层复杂,甚至无法安全钻达设计深度。论证3000~5000 m特深孔绳索取心合理口径系列和钻柱方案是为特深孔成套钻探装备研制、绳索取心钻具开发提供技术依据的重要前期工作,也是一项公益性和开放性的技术工作。简述了特深孔绳索取心口径系列及钻柱方案的初步设想,期望国内钻探专家、一线技术人员广泛参与,进一步论证。

深孔小直径绳索取心钻进施工调研分析和技术建议

对深孔小直径绳索取心钻进技术设计进行了简要分析,论述了钻孔结构设计和施工中的技术风险因素和钻孔安全问题。同时,对合理选用金刚石绳索取心钻头、提高绳索取心钻杆使用寿命及其评价方法提出了建议。

地质特深孔绳索取心钻杆机械性能研究

地质特深孔绳索取心钻杆结构区别于API石油钻杆,其机械性能计算不可直接引用API石油钻杆的相关理论公式。针对这一理论依据与计算方法缺失,本文对地质特深孔双台肩钻杆接头进行了受力分析,开展了钻杆接头拉伸载荷与扭转载荷计算理论研究,构建了绳索取心钻杆机械性能计算的理论方法。同时,通过有限元分析和台架试验,确定了H5000规格双台肩绳索取心钻杆的机械性能,验证了计算方法的准确性,并提出了钻杆结构改进建议与下一步研究方向,为高性能薄壁绳索取心钻杆“服役”于5000 m地质岩心钻探工程提供了技术支撑。

冀东油田大斜度井井壁取心技术研究与应用

冀东油田施工井中大斜度井占比大,井斜大于45°的施工井段无法采用常规电缆输送的井壁取心工艺技术,导致该井段无法在完井测井阶段录取地层岩心资料。针对这一问题,讨论了实现钻具输送的可能性,并对该技术中的实现信号传输、防阻减震、提高发射成功率、提高收获率等关键技术进行了研究,同时制定了现场的技术保障措施。目前已完成33口井的井壁取心作业,最大井斜达到65. 2°,平均岩心收获率高达87. 89%,解决了使用电缆取心时大斜度井和复杂井的井壁取心技术难题,实现了钻具输送撞击式井壁取心技术在国内的首次规模应用。

绳索取心复合钻柱的动力学行为研究

绳索取心复合钻柱在岩心钻探"满眼钻进"过程中,钻杆易出现不同程度的划痕、压痕及磨痕等情况。本文利用非线性有限元方法,采用三维管单元对绳索取心复合钻柱拉压两处截面的涡动轨迹、涡动速度、横向振动、纵向振动规律进行了分析。结果表明:转速的增加和钻压的增大会显著增加钻柱与井壁的碰撞次数;在相同钻压条件下,随着钻柱回转速度的增大,钻柱与井壁的碰撞机率增加、接触轨迹增长,致使钻柱与孔壁的滑动摩擦机会增多;钻柱的涡动速度均值将随钻压和转速的增加而增大,转速大于钻压的影响;转速的增加则会加大钻柱的横向振荡频率,钻压的增大会增加钻柱横截面的纵向振荡幅值。

绳索取心钻杆超声波探伤方法分析研究

对绳索取心钻杆断裂的原因进行了分析,对超声波探伤绳索取心钻杆方法进行了研究,对具体探测方法、探测仪器和探伤过程进行了分析。对有效预判绳索取心钻杆断裂、降低孔内事故发生率和减少经济损失具有一定的现实意义。

3500m钻机移摆管设计及动力学仿真研究

随着我国探矿深度不断增加,钻探设备的尺寸不断加大,操作人员的劳动强度也在增加。基于此,3500 m液压岩心钻机需要适配一套移摆管装置,以实现快速、安全地运移钻杆,降低工人的劳动强度。对移摆管机构的设计进行了简单介绍,并利用ADAMS动力学仿真软件对移摆管机构进行运动仿真,找出设计的不足之处,给出优化建议。

深孔绳索取心钻杆质量控制措施

在优化深孔绳索取心钻杆结构设计、选用优质钢材基础上,制定合理的加工工艺和检测规程,配齐相应的检测器具。通过严格的工艺控制,确保钻杆质量稳定,满足深孔绳索取心钻进需要。