低密实度基础月壤的钻进压力建模及试验验证

基于钻采过程中月壤颗粒的运动规律提出了一种钻具与月壤相互作用区域的等效方法,并由此从宏观角度建立了一种新型月壤钻进压力解析模型。通过70%密实度基础月壤地面钻采试验验证了该模型对低密实度月壤钻进压力的预测能力,得到了相关修正系数与钻进比之间的关系并分析了模型的可扩展性。该建模方法为复杂工况下钻具-土体相互作用建模提供了新的角度和思路,为月球及其他地外天体土壤钻采技术的研究提供了理论支持。

旋冲钻进系统控制策略研究现状与发展趋势

深部硬岩地层钻进效率低、成本高等问题是深井、超深井钻井过程中长期面临的难点问题。旋冲钻进技术由于破岩效率高、能降低黏滑振动以及钻压传递效率高等优点,在深地资源勘探开采、应急钻孔救援、钻井工程施工等领域逐渐得到应用,呈现出广阔的应用前景。然而,旋冲钻进系统具有强耦合、高度非线性、参数时变性、负载工况多变、多源动力协同等特性,常规控制方法难以取得理想的控制效果。为提升深井、超深井高端钻进装备的可靠性和智能化水平,研究钻进系统的控制策略具有重要的理论研究价值和工程实际意义。对旋冲钻进系统的组成结构及功能进行介绍;从钻速、钻压、钻进轨迹控制等角度综述近年来国内外研究机构和学者的研究成果;最后,对旋冲钻进系统控制策略未来的发展方向进行分析与展望。

基于砂浆钻进的随钻机械参数监测试验研究

隧道超前钻探测试是获取掌子面前方地质情况的重要手段,钻进参数与岩体性质具有一定的相关性。本文为了探究超前钻探中的钻进参数与不同岩体强度之间的响应关系,建立能定量表征岩体单轴抗压强度的数学模型,利用安装有钻进智能感知系统的ZS-100型钻孔取样机对不同强度等级的水泥砂浆试样进行钻孔试验。试验过程中对两组试样分别设置不同的钻头转速(300 r·min^(-1)、400 r·min^(-1)),监测钻进过程中钻进扭矩、钻进压力、钻进速率等随钻参数的变化趋势,研究结果表明:钻机智能感知系统在钻孔过程中监测到的随钻参数在钻进准备阶段、钻进岩样阶段和提升钻头阶段3个阶段均有明显的响应特征;随钻参数的响应情况与试样的强度等级相关性高,水泥砂浆强度等级越高,钻进过程中钻头受到的扭矩和钻进压力越大,钻进速率越慢;钻取的岩芯与随钻参数的变化情况高度匹配,表明钻进智能感知系统监测结果精准性高;通过将测试结果进行单轴抗压强度预测模型反演,发现扭矩、钻进压力、钻进速率3个参数与单轴抗压强度之间存在明显的指数函数关系,证实了钻进智能感知系统的实用性和有效性,为岩石单轴抗压强度预测和超前智能钻探设备的应用提供科学的参考依据。

自驱修孔钻头动力参数及钻齿结构研究

自驱修孔钻头是修复失效长钻孔的有效技术手段,为进一步提高修孔速度和瓦斯抽采效果,本文基于射流反冲理论,分析了射流反冲力与喷嘴参数的关系,构建了自驱修孔钻头旋转力学理论模型。采用LS-DYNA开展不同结构钻齿破煤过程,分析了不同钻进压力和扭矩作用下钻齿对煤体破坏形式和钻齿破煤体积变化规律,并开展了破煤实验验证数值模拟结果。形成了自驱修孔钻头参数确定方法,设计了自驱修孔钻头,并在郑煤集团超化煤矿22煤柱面底抽巷进行了工程实验。研究结果表明:(1)喷嘴张角α和偏心角β是决定钻进压力和扭矩分配的关键参数,通过调控张角和偏心角可实现钻进压力和扭矩的最优匹配。(2)相同钻进参数条件下,钻齿结构对破煤体积影响较大,阶梯钻齿破煤效果最优。在钻进压力为120N、扭矩0.6N·m时,阶梯型钻齿结构的修孔钻头能够实现钻进压力和扭矩最优匹配。(3)确定了最优修孔钻头结构参数为:钻头外径28 mm;后置喷嘴张角20°,偏心角90°;前置喷嘴张角90°,偏心角0°。(4)工程应用结果表明:瓦斯抽采纯量提高了1.96倍,瓦斯抽采体积分数提高了3.98倍,修孔速度提高了1.2倍。通过改进钻头动力参数及优化钻齿结构,设计的自驱修孔钻头在工程实践中达到了提高修孔速度和瓦斯抽采效果的目的。

利用控制压力钻进技术解决姚庄煤田复杂地层问题的探讨

利用控制压力钻进技术有效解决了姚庄煤田石千峰组砂岩涌水、砂泥岩坍塌问题,对提高钻进效率、降低施工风险起到了重要作用,为今后该区钻探施工提供了借鉴经验。

承德M24矿区深孔钻探钻进参数的选择分析

结合承德M24矿区深孔钻探工程,对钻进参数的选择情况进行了分析。分析认为,深孔钻进中,钻进压力的选择要综合考虑钻进的口径大小,岩石的硬度、强度、研磨性、完整性;在一定范围内,金刚石钻头的钻速和转速成正比例关系;冲冼液的选择应根据钻头类型与规格,胎体性能,钻孔深度,岩石研磨性、完整程度等来选择;适当扩大金刚石钻头的外径尺寸,能有效地避免高泵压的危害;可通过观察钻机主电机的电流指示表数值变化,判断孔内钻杆工况,电流的变化反映出钻机回转扭矩的变化。

回转钻孔钻进速度影响因素探讨

分析了回转钻孔的现状,对影响回转钻孔钻进速度的几个因素进行了分析,并对关键因素进行了着重探讨,指出了提高回转钻孔钻进速度的方法,对于矿企的设备选型和提高钻孔施工效率具有积极意义。

坚硬岩层钻进工艺在兖州矿区施工中的应用

本文介绍了在兖州矿区坚硬岩层中的钻探施工技术,简要总结了针对兖州矿区坚硬岩层中的钻探施工方法,从而给出了相对最优的在矿区坚硬岩层中的钻头选择、钻进压力、钻具组合等参数以及针对硬岩层进行不同的金刚石钻头选择,取得了较好的效果。

超深水文地质钻孔钻进工艺在兖州矿区施工中的应用

本文介绍了在兖州矿区超深水文钻孔钻探施工技术。在总结兖州矿区深孔钻探施工方法的基础上,给出了相对最优的在矿区深孔施工中的钻头选择、钻进压力、钻具组合等参数以及针对硬岩层进行不同的金刚石钻头选择,并在实际应用中取得了较好的效果。

金刚石岩心钻探压力的探讨

从孕镶钻头金刚石出刃与分布、岩石抗压强度和压入硬度及碎岩机理等方面对孕镶金刚石钻头给进压力的确定方法进行了分析探讨，提出综合碎岩机理、确定钻进压力的计算方法和公式。

PDC钻头递增钻压井底造型技术及应用

从分析定钻压井底造型的缺陷入手,引出井底造型的新理论——递增钻压井底造型。为方便分析,假设了原井底模型和PDC钻头模型,定义了接触弧长和门限钻压两个概念。从理论和工艺两方面分析认为:递增钻压井底造型可有效维持井底造型过程和保护PDC钻头,加快造型井底的速度,缩短造型井底的时间。在毛坝1井的现场应用证实了递增钻压井底造型的效果,同时也示范了其应用过程和要领。

乌库尔其地区钻孔涌水事故综合治理技术

针对伊犁盆地乌库尔其地区钻探施工中钻孔涌水的技术难题 ,对该地区的水文地质条件进行了系统分析。在此基础上 ,根据压力平衡钻进原理 。

影响煤层深孔打钻的原因分析和防治措施

通过对煤层打钻钻孔存在问题的分析,提出钻头导向技术和钻进合理给进压力的方法,在平煤集团八矿应用后取得了良好效果。

深部地质岩芯钻探技术探讨

主要介绍深部地质岩芯钻探设备的选择、对钻井液的性能要求,通过改善钻头工作层、减少孔内压力、增加钻具扶正器很好的解决了钻头寿命短、造斜地层钻孔偏斜、深孔易断钻杆等问题。

滚刀钻头在桩基施工中的应用

焊齿破岩滚刀钻头适应多种地层钻进，本文主要介绍了焊齿破岩滚刀钻头的钻进工作原理、在桩基施工中的钻进技术参数、滚刀刀齿的修复及应用效果。

影响煤层深孔打钻的原因分析和防治措施

通过对煤层钻孔存在问题的分析,提出钻头导向技术和钻进合理给进压力的方法,在鹤煤十矿应用后取得了良好效果。

巨野煤田超厚松散层施工钻探技术

介绍了巨野煤田全国超厚松散层钻探施工技术,简要总结了针对该区地层的钻探施工方法,从而给出了最优的第四系、第三系松散层中的钻头选择、钻进压力、冲洗液的使用等参数。

无磁钻铤用0Cr19Mn21Ni2N奥氏体不锈钢800℃等温时效析出机制

无磁钻铤是当今油气田钻采装备重要组成部分，其作用是为钻头提供钻进压力及提高钻柱刚度，同时为随钻测量装置提供必要的磁屏蔽环境，以保证深度钻探的垂直精度。目前无磁钻铤用材料主要为Cr-Mn—N奥氏体不锈钢。通过固溶较高含量的N元素和足够的形变强化加工过程，能够在不损害塑韧性的情况下明显提高奥氏体不锈钢的力学性能，同时显著提高耐蚀性。

西藏罗布莎科学钻探施工对深部钻探技术的启示

通过对西藏罗布莎科学钻探施工过程中遇到的技术问题进行分析,阐明深孔钻探施工中经常遇到或需要深入思考的技术问题,总结并提出了对复杂地层施工的经验和解决思路。