气体反循环钻井工艺在涪陵地区应用效果分析

针对涪陵地区钻井过程中易发生漏失、卡钻等问题,在涪陵地区易漏失地层进行气体反循环钻井地面测试及现场试验。结果表明,反循环钻井技术能够很好地适用于涪陵地区易漏失地层,并且能获得较高的机械钻速,对井壁干扰性小,完钻井眼质量好。研究结果不仅进一步验证了气体反循环钻井工艺的现场效果,也可为类似地质特征的地区开展气体反循环钻井并扩大应用范围提供借鉴。

平邑石膏矿坍塌事故5号救生孔施工工艺及钻具配置

阐述了2015年12月25日山东省临沂市平邑县保太镇玉荣商贸有限公司石膏矿坍塌事故救援中成功救出4名被困矿工的5号救生孔的施工过程。详细介绍了在抢险救援中国家矿山应急救援淮南队采用德国宝峨公司RB-T90型钻机配套河北省地矿局国土资源勘查中心石家庄探矿机械厂(河北石探机械制造有限责任公司)SG219/152型双壁钻具空气反循环钻进施工5号大直径救生孔的整个过程,包括地层情况、钻孔设计、施工工艺、钻具配置、施工过程和施工中遇到的问题以及最终的解决方法。

旋挖钻机用气动潜孔锤反循环硬岩钻进技术

为解决旋挖钻机在硬岩地层中施工困难的问题,借鉴地质钻探领域成熟的工艺方法,研制了适用于旋挖钻机用的空气潜孔锤反循环钻进工艺方法及设备。该工艺方法在不改变旋挖钻机任何结构的情况下,配套空气潜孔锤反循环钻具即可实现硬岩的快速钻进,解决了大口径钻探排渣困难的难题,且能够达到环保的要求。气动潜孔锤反循环钻具的设计全面考虑了大口径桩基施工及潜孔锤应用特点,气水龙头的双通道、大通孔设计满足进气排渣要求,反循环双壁钻杆为同心式,密封可靠,钻具的连接采用六方快速连接。通过在厦门地铁施工试验,验证了其可行性。

气举反循环钻进技术在煤矿瓦斯抽排井中的应用

针对大直径工程井施工,采用正循环先导孔钻进,分级扩孔成井方法,井壁与钻具环状间隙大,泥浆上返速度低,排渣困难,岩悬屑重复破碎,钻头泥包严重,钻进(扩孔)效率低及护壁对泥浆性能要求高,泥浆维护成本大等问题,研究了一套大直径工程井气举反循环钻进工艺及配套钻具。通过工程实例,介绍了大直径气举反循环钻具、机具配套、钻进工艺等。同一项目中的对比试验表明,利用气举反循环工艺与常规正循环工艺进行的机械钻速提高74.3%,碎岩效率提高了2.56倍,井身质量得到保证,为今后大直径工程井高效、低耗、安全施工提供了经验。

喷射式局部反循环钻具结构参数数值模拟

喷射式局部反循环钻具的流场主要是由喷反元件的射吸效应形成。为增强喷反钻具的反循环效果,提高岩心采取率,对喷反元件的主要结构参数对反循环效果的影响规律进行了研究;采用正交试验设计方法,借助计算流体动力学CFD软件,对不同结构参数组合下喷反钻具的反循环效果指标进行了回归分析。研究结果表明,喷反装置6个结构参数对目标值的影响由大到小的顺序是:喷嘴直径D1、喷嘴个数N1、喷嘴倾斜角度θ1、承喷孔直径D2、承喷孔倾斜角度θ2、承喷孔个数N2;当冲洗液泵量为1.5kg/s(90L/min)时,喷嘴直径D1=8mm,喷嘴个数N1=8,喷嘴倾斜角度θ1=67°,承喷孔直径D2=8mm,承喷孔倾斜角度θ2=5°,承喷孔个数N2=4为最优参数组合。

正循环潜孔锤实现反循环钻进双壁钻具配套研制

空气潜孔锤反循环钻进因其具有较强的携屑能力、上返冲洗液不冲刷孔壁、钻进速度快等优势,是施工大口径钻孔和抢险救援孔的首选方案。但由于反循环潜孔锤技术还不够成熟,制造成本高,使用寿命短,因此开展了用正循环潜孔锤实现反循环钻进工艺方法的研究。研制了这种工艺配套的钻具,包括大口径双壁钻杆、双壁稳定器、阻风环、正反接头等。研制的钻具在山东平邑石膏矿坍塌事故处理中得到了实践验证,完全能够达到预期目标,能够为大口径潜孔锤反循环钻进工艺推广提供硬件支撑。

气举反循环双壁钻具流场仿真分析

气举反循环钻进工艺具有钻进效率高、工艺配套简单、孔内干净等特点,广泛应用于工程实践中。但由于配套的双壁钻具结构设计主要依据经验进行,在理论研究方面不成熟,导致对工程应用中出现的问题缺乏深度分析。文章借助数值模拟研究方法对气举反循环技术中双壁钻杆环形空间与气水混合器两个重要部件的流场速度与压力特征进行数值仿真。结果表明:减少双壁钻杆环形空间的变径或增加变径长度更有利于减少压力损失和能量损耗,气水混合器完全对称的进气孔结构更有利于上返速度的均匀性,减少堵塞问题的发生。研究结果可为气举反循环钻具的设计及解决实际工程问题提供参考。

多介质反循环复合钻探技术的研究

多介质反循环复合钻探技术是一种将空气反循环连续取样和水力反循环取心钻探技术有效结合起来的全新地质钻探方法。对该钻探技术的特点、研究过程。

大直径气举反循环成套钻具的研制

介绍了大直径气举反循环成套钻具的研制背景、设计原则、结构尺寸和主要技术参数。该套钻具不仅强度大,连接便捷,而且充分考虑了通气、通泥浆、泥浆补给三大通道面积等因素,采用内平设计。经生产试验,完全能满足大直径工程井气举反循环钻进的需要。

FGC－15型大直径单头潜孔锤钻具系统研制

大直径单头潜孔锤与三通道气水龙头、主动钻杆、王通道钻杆、加重导正器等配套，可实现大直径潜孔锤碎岩钻进、泵吸反循环排渣、泥浆护壁、压气闭路循环等相结合的先进钻进工艺，是解决大直径硬质基岩及卵砾石钻进的有效机具。文中介绍了钻具研制过程及设计内容。

分压式孔底局部反循环钻具设计

在破碎地层中进行金刚石钻探,普遍存在有岩芯采取率不足的问题。本文通过对普通单动双管钻具的分水接头、卡簧、卡簧座、及钻头水路的改进,从而改变钻具内外环空间隙,强迫冲洗液在孔底形成分流,造成孔底局部反循环。利用内循环冲洗液对岩芯的浮托力,使岩芯顺利进入岩芯管上部,消除了钻头入口处挤压的岩芯,从而保证岩心采取率。

风管式气举反循环钻具及其在大口径钻井施工中的应用

目前大口径钻井施工中常用的泥浆正循环钻进存在着泥浆流速慢、携渣能力差、重复破碎严重、钻井效率低、钻头磨损快、能源消耗大、钻井事故发生率高等问题,气举反循环钻进工艺可有效解决上述问题。风管式气举反循环钻井工艺简单易实现,能有效减少重复破碎,钻进效率高,能源消耗少,钻头寿命长,成井质量好,对涌水和漏失均有很好的抑制作用。介绍了风管式气举反循环钻井工艺原理、专用钻具及其现场使用情况。

气举反循环钻进工艺在3512m深的京热164号井中的应用

经过多次的技术改革和生产实践的检验,气举反循环钻探工艺目前已成功钻进至3512 m深度。与泥浆正循环相比,体现出了高效率、低成本和利于洗井、成井的特点,解决了目的层漏失的问题。

寨上矿区复杂地层钻探技术

针对甘肃省岷县寨上矿区构造发育,地层破碎,断裂带厚度大,钻孔缩径、漏失、坍塌,岩心采取率低,孔内事故多等钻进难题,采用植物胶泥浆、PAB无固相冲洗液、多层套管护壁技术,以及试验运用Q系列钻具和射流式绳索取心局部反循环钻具取心等措施,取得了较好的效果。

气举反循环连续取心工艺探索

气举反循环钻进技术是钻井工程中一种比较成熟的钻进手段,凭借钻进效率高、钻头寿命长、成井质量好等特点,目前已经得到了广泛应用及推广。气举反循环连续取心技术仍处在探索研究阶段,前人针对这一技术做了原理性的探究试验,但尚未进行连续的取心试验,而且现有的双壁钻具也存在无法满足由于上返岩心质量和直径大对其密封性和耐用性的要求。因此有必要进一步开展理论研究、参数计算、优化钻具设计、进行连续取心试验来探究这一工艺的发展前景。通过试验证明大通径双壁钻具具有可靠的耐用性,并能连续取得岩心。所取岩心及时,无污染,代表性强,能较真实地反映地层层位、深度、颗粒级配,不存在对岩心的反复冲刷及重复破碎情况。

双壁钻具导正块处压力模型

气体反循环钻井技术是欠平衡钻井技术的重要分支,以压缩气体为主的钻井循环流体沿双壁钻具环状间隙到达井底。在双壁钻具的内外管之间有同轴定位装置导正块,导正块的存在使该处流场更加复杂。针对双壁钻具内外管间导正块处压力参数开展研究,基于流体力学通过数学推导,建立导正块处压力模型。结合实际工程算例,编程计算,对模型进行求解,得出由于导正块存在而导致的总压力损失值,为进一步探索整个循环系统压力模型提供了有力依据。

常规钻具充气反循环钻井技术研究与试验

长宁页岩气部分井区地表地形复杂,地下水资源丰富,表层裂缝、溶洞发育,地层压力系数低,表层井漏问题严重影响了该区页岩气资源高效勘探开发。目前该区主要采用气体钻井和清水强钻技术解决表层钻井井漏问题,但这两种技术存在一定局限性。双壁钻杆气举反循环钻井技术是一种有效的低压、负压钻井技术,已成熟应用于水井、地热井等钻井领域,但该技术需要专门配套气水龙头、双壁钻杆、气水混合器等工具,工艺复杂,成本较高。在双壁钻杆气举反循环钻井技术基础上,设计了一种常规钻具充气反循环钻井新工艺,进行了现场试验,用以解决长宁页岩气表层钻井严重井漏问题。试验取得了一定的成果,累计进尺241 m,与邻井同井段井漏地层相比,较常规钻井技术井漏减少83.6%。研究成果为解决长宁页岩气表层严重井漏问题提供了一种新的技术措施,为其他低压易漏地层钻井难题处理提供了借鉴。

气举反循环钻进工艺高发钻铤折断事故分析

气举反循环钻进工艺在漏失地层施工具有明显的优势,但是经过几个工地正反循环工艺的对比,发现相比于正循环,反循环钻进有钻具易折断的明显弱点。为了指导施工、充分发挥反循环钻进的优势和摒弃其弱点,对钻具在孔内的受力情况进行了分析,总结了反循环钻具易折断的原因,提出了预防措施,有效地减少了施工中钻具折断的事故。

喷射式局部反循环绳索取心钻具

针对金矿复杂破碎地层钻探存在的岩心采取困难、孔内漏失严重等问题,改进绳索取心钻具,增加了局部反循环装置,研制出一套适应性广、取心可靠的可调喷射反循环钻具,提高岩心采取率,取得了良好的效果。介绍了该钻具的结构原理、适应范围及应用效果。

水力反循环取心在煤矿隐伏地质异常体探查中的应用

针对回采工作面隐伏地质异常体探查取心孔孔深较浅的特点,提出采用水力反循环取心方法。分析了在煤矿井下近水平孔状态下水力反循环取心的工作原理和技术特点,设计了φ89/φ42 mm双壁钻杆、多个规格金刚石复合片取心钻头、双壁送水器、以及孔口密封装置等反循环取心配套钻具。在寺河西区矿井实施完成了穿断层、穿陷落柱的井下现场试验,结果表明:近水平孔水力反循环取心应用于煤矿回采工作面内小断层、陷落柱的探查是完全可行的。