煤矿井下水力反循环连续取芯用PDC钻头设计与应用

为提高煤矿井下水力反循环连续取芯钻进施工效率,结合其取芯原理,采用流体力学原理对钻头水路进行设计,使反循环过程中岩心顺利运移,同时保证孔底岩粉顺利排出。通过流场分析,验证了钻头水力参数的合理性;对卡断器与岩心相互作用进行力学分析,优选了卡断器结构参数,保证岩心顺利卡断;采用刀翼式圆弧形钻头切削结构,提高钻头切削效率。现场试验表明,该取芯钻头能够满足岩心运移要求,综合岩心采取率达到78%,岩层段钻进效率可达7.5~9 m/h,煤层段钻进效率达到9~18 m/h,满足了水力反循环连续取芯高钻进效率、钻进中连续取芯、纯钻时间长、“实时”取样等要求。本研究拓宽了水力反循环连续取芯工艺的应用范围,为煤矿井下相关取芯钻孔施工提供了钻头方案。

贯通式空气锤反循环连续取芯钻井技术在油气勘探工程中应用的可行性探讨

贯通式空气锤反循环连续取芯钻进技术在矿产勘察、水井钻凿等领域的复杂地层条件下的钻孔工程中,解决了系列技术难题;在油气勘探钻井中,空气锤的使用使硬地层的钻进效率提高5倍以上。为克服空气正循环钻井工艺的缺陷与不足,钻探界开始了空气反循环钻井技术的先行研究。本文通过实验研究,对贯通式空气锤反循环连续取芯钻井技术在油气勘探工程中应用可行性展开探讨,研究了潮湿、易糊钻地层,严重漏失及喀斯特溶洞地层,钻井卡堵,井内压力平衡等钻进难题及相应的解决措施。

潜孔锤反循环连续取芯钻进技术在复杂地层中的应用

针对河南钼矿生产中钻遇的复杂地层,经分析比较,决定采用贯通式潜孔锤反循环连续取芯(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。对该技术的钻进技术特点进行详细分析,得出其具有钻进效率高、岩芯(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。

连续取芯技术在长水平段水平井中应用探讨

长水平段水平钻井技术可以增加水平段的位移膨胀长度,使井筒与油藏的接触面积最大化,提高油气井的采收率。但由于国内缺乏先进的旋挖钻具,多采用滑动钻具进行复合钻进技术的旋挖钻进,复合钻井技术增加了井眼摩擦并限制了水平位移的延伸长度。为了解决复合钻井工具在井下旋转钻进过程中出现的偏斜问题,对井下工具进行改进,提高井下工具的稳斜能力,以克服钻进过程中产生的侧向力。通过分析旋挖钻具的控制方式以及水平切削旋挖钻具的一些特点,首先设计了旋挖钻具的总体方案,对旋转工具的工作原理进行研究,改进其基本机械结构。通过分析工具控制轴上的扭矩,确定工具稳定性控制的静态关系,进行旋转弯曲钻孔工具的虚拟结构设计以及工具关键部件的设计,计算使用Solidworks三维软件。

可变向连续取芯技术在城市轨道交通勘察中的应用

在城市轨道交通勘察中,受场地条件等因素限制,局部地段无法实施垂直钻探及物探工作,造成断裂带范围的地质资料缺失,增加了设计施工成本及工程风险。广州地铁7号线二期工程穿越瘦狗岭断裂,受铁路、快速路等特殊场地条件影响,常规地质勘察手段无法实施。结合工程条件,从造斜钻具、取芯设备及工艺等方面进行创新,将定向钻具与绳索取芯设备融合,提出一种实现孔深近200 m、造斜强度0.3°/m的浅表软弱地层定向连续取芯方案。实践表明,该方案实现了在地面可变向连续造斜全面钻进及连续取芯,以及进入目标层位后平行于洞身的水平钻进。通过工程应用,查明了隧道穿越瘦狗岭断裂地质空白段落的地质特征,为设计施工提供了更加充分的地质依据。

复杂地质条件下定向连续取芯钻探难点及对策

广州市轨道交通7号线二期工程在大沙东站—姬堂站区间过广九铁路段、加庄站—科丰路站区间过广深高速段成功应用了定向连续取芯钻探勘察。过广九铁路段完成连续取芯696.42 m,过广深高速段完成连续取芯399.98 m。钻探范围地层较为复杂,钻探过程中出现了严重的地面冒浆、孔内漏浆、塌孔、钻探遇阻等技术难点。针对钻探难点,采用优化泥浆配置、水泥固井、优化钻进压力、双层管跟管钻进、护壁泥浆配合注、压水泥浆固井、冲击钻进等措施。积累了针对定向连续取芯钻探遇浅部软弱地层、断裂和孤石的钻探技术及泥浆配比经验。

煤矿井下水力反循环连续取芯配套钻具设计与应用

针对可用于近水平浅钻孔的水力反循环连续取芯方法,设计了双壁钻杆、多规格金刚石复合片取芯钻头、双壁送水器以及孔口装置等反循环取芯配套钻具。在某废弃采石场施工了3个近水平取芯钻孔,完成该套钻具的功能性测试,优化了取芯钻头的底喷水眼数量,取芯率和岩芯质量达到设计要求。在某矿完成多个穿断层、穿陷落柱取芯钻孔,取得良好的反循环取芯效果,应用试验表明,该钻具的结构设计较为合理,水力反循环连续取芯技术可推广应用于煤矿井下取芯钻孔施工中。

千米级定向钻进连续取芯孔工法研究

在超深定向钻进连续取芯水平孔实施过程中,钻具在孔内整体呈近乎水平状态做钻进运动,受到钻机推力、竖向重力、切削岩芯反力、循环泥浆冲力等多种组合力的影响,钻遇地层及地质条件的复杂多变,导致钻具受力不均衡且时刻在变化,随着钻进深度的增加,具有一定刚性和挠度的钻具极易沿着钻孔轴线发生偏移,导致钻孔轨迹的多变和不可控,无法顺利钻进、取芯及成孔,如何实施千米级定向钻进连续取芯水平孔,与工程建设所需之间的矛盾,成为工程勘察的最大难题,本文在某高原铁路超深水平孔勘探施工的基础上创立一套千米级定向钻进连续取芯水平孔施工方法,确保成孔、取芯、钻孔轨迹等满足工程勘察需求。

薄层水平段连续密闭取芯技术的应用

为探索最大程度挖掘三类油层剩余潜力方法,亟需获取能够反映横向渗流特征的水平岩芯。但受油层厚度薄、平面相变快等因素的影响,存在入靶难、易窜层等风险,针对这种问题研制开展了水平井密闭取芯技术研究,研制了5套不同长度的SPMB178-115水平井密闭取芯工具,采用“转盘钻进、螺杆复合钻进、定向滑移钻进”三种钻进方式配合“稳斜、增斜、降斜”钻具组合,实时调整取芯钻进参数、精准预测井底井斜,保证轨迹控制的同时兼顾收获率及密闭率指标。

长井段连续取芯钻井优化设计与应用

为了更好的实现致密油的勘探开发,大港油田在沧东凹陷开展了孔二段致密油的长井段连续取芯工作。本文通过分析长井段连续取芯钻井技术难点,开展了连续取芯钻井工程设计优化、取芯工具优选、取芯技术措施等研究。该研究应用到官108-8取芯井后,共取芯26筒,取芯进尺500m,取芯长495.71m,岩心收获率99.14%,以取芯进尺500m的长度打破致密岩取芯世界纪录。

贯通式空气锤反循环连续取芯钻井技术在油气勘探工程中的应用可行性研究

油气勘探工程的主要目的是为了查明地下油气分布而进行的施工作业,实现井下安全作业开采的工程。钻井技术作为取芯收获率的核心技术之一,受地层、钻井参数、井下复杂情况等多因素制约,有必要通过运用技术手段来改进钻井技术,来达到连续取芯的效果,更好地服务于油气勘探工程。本文提出了一种利用贯通式空气锤反循环连续取芯钻井技术,并就其在具体工程中的应用实践进行了可行性研究,以为类似工程勘探开发提供借鉴。

大斜度井断层取芯工艺技术

大庆油田经过注水开发,地下剩余油高度分散,但受构造、储层非均质以及井控程度等因素影响,尤其是断层附近仍然存在局部剩余油富集区。近几年来,利用大斜度井进行挖潜,取得较好效果。为了进一步研究断层两侧岩性和储层性质变化情况,进而为采油开发提供更精确的设计依据,提出了在断层带取芯的要求。通过对大斜度断层取芯井的难点分析、研究配套了相应的取芯工具和工艺技术措施,并在现场成功实施,形成了一套大斜度井断层取芯工艺技术。

大港油田液力提升全封闭取芯钻井技术

为对大港油田官西-沈家铺地区致密油开展研究,在官108-8井应用贝克休斯公司的液力提升全封闭取芯工具实施"单趟钻三筒芯"取芯钻井作业。分析了连续取芯钻进过程中存在的主要技术难点,阐述了连续取芯工具的结构特点、工作原理以及所采用的取芯钻井工艺。现场应用结果表明,该井经过24趟钻实现连续取芯488.50 m,平均岩芯收获率达99.12%,平均单趟取芯进尺达20.35 m,节省了大量的辅助钻进时间。最后提出以下建议:在取芯钻进过程中,钻时变慢时要仔细观察扭矩和微钻时的变化情况,不要急于判断堵芯而割芯起钻;连续取芯钻具组合只适用于直井取芯,斜井取芯作业时卡钻风险很大;每次出芯后必须对取芯工具和取芯钻头等仔细检查测量,将液压提升工具清洗干净,发现损坏应立即更换,防止因工具失效造成丢芯。

连续保形密闭取芯技术在油井疏松地层的应用

石油是一种重要的战略资源,同时也是现代工业发展的重要基石,做好原油的开采工作对于经济的发展有着极为重要的意义。在油田开采的中后期,由于井下环境变化、复杂的影响,需要积极做好密闭取芯技术的研究,通过优化密闭取芯工具、参数等诸多方式使密闭取芯取得良好的效果。该文说明了密闭取芯技术在疏松地层时面临的问题,对如何在松软地层中应用连续保形密闭取芯技术进行分析。

水平井密闭取芯技术在大庆油田中的应用

近年,随着低丰度薄层开发,水平井技术得到广泛的应用,为了提高单井产量和储量动用程度,提高目的层的有效开发效果,需要通过水平井连续密闭取芯技术获得更为准确的岩芯地质资料。密闭取芯技术应用于水平井,还存在很多的技术难点,包括如何实现双筒单动保证收获率问题、密闭液流失问题、取芯过程中避免密闭液与钻井液混浆以及兼顾井眼轨迹控制等问题。找出这些问题出现的原因和对取芯的影响机理,逐一进行研究攻关,现场试验两口井有效地解决上述问题,为油田开发提供准确的地质资料。

SSF75双壁管水力反循环连续取心试验及可行性分析

从ＳＳＦ７５双壁管水力反循环连续取心和生产试验情况，分析了该钻进工艺在钻进效率、取芯质量、对地层的适应性及在社会市场经济中的作用等方面比其它钻进工艺的优越性。简述了该工艺的机具结构参数选择及水力输送岩芯的参数确定方法，提出了目前该工艺在技术上存在的缺陷及改进措施。

定向井取芯技术浅析与应用

石油工业不断进步,钻井技术也不断发展,目前的定向钻井技术已经发展的比较成熟,定向井取芯作业也是越来越多,与此同时定向井取芯技术在钻井施工中所占的比例也是越来越大,由于普通的取芯工具以及取芯工艺技术已经满足不了定向井取芯作业的要求,定向井取芯技术的应用不仅可以有效的清洗井底,而且有利于斜井携沙,保持井眼的清洁,使岩屑床的厚度降低,使排量减少,降低了钻井液对岩芯的冲刷程度。

应用于油田的水平井密闭取芯技术

油田油层是埋藏在地下的"黑色黄金",油层深处地下对原油的定位开采带来了极大的困难。水平井技术在低丰度薄层油藏的开采中得到了广泛的应用,并取得了良好的开采效果,为进一步提高油井单井产量、完成目的油层的深度开发,需要借助于水平井连续密闭取芯技术,来实现岩芯地质资料的准确获取,以便为油田井下地质分析提供准确的数据样本。目前大段连续水平井密闭取芯技术仍存在一些技术难点。本文在分析水平井连续密闭取芯技术所面临的应用难点的基础上,对如何做好水平井连续密闭取芯技术的应用进行阐述。

樊页1井钻井取芯技术

樊页1井为胜利油田在高青地区的一口预探井,完钻井深3622m。该井在3030～3444.44m连续密闭取芯414.44m,通过选择合适的取芯工具,制定了比较合理的工艺技术措施,确保了取芯收获率和密闭率。同时通过优选钻头,使用长筒取芯等措施,获得了较快的施工速度。该井取芯收获率97.39%,密闭率达到了96%以上。共取芯39筒,平均每筒进尺10.63m,取芯井段平均机械钻速达1.08m/h。该井的施工经验为其他井的施工具有一定的借鉴意义。