复杂破碎地层孔底驱动快速跟管钻进技术研究

跟管钻进技术因其可以保护孔壁,防止卡钻,防止漏失,提高套管作业效率等特点,被广泛应用于油气钻井领域,但由于煤矿井下地层条件的复杂性,以及井下空间和现有钻机设备限制,该技术在解决煤矿井下钻探复杂破碎地层下套管作业困难、作业效率低下等问题方面未有规模应用。针对这些问题,本文以河南赵固二矿为例,在分析复杂破碎地层下套管困难原因的基础上,提出孔底驱动跟管钻进技术,开发出了孔底传扭机构,并在赵固二矿进行了工业性试验,研究结果表明,孔底驱动跟管钻进技术解决了常规下套管工艺套管不转动、不排渣、易被卡死的问题,解决了复杂破碎地层套管作业效率低下和易形成废孔的问题,在穿越复杂破碎地层中应用具有较大优势。

极端复杂地质TBM研制及高效施工关键技术

为解决全断面硬岩掘进机在极端复杂地质掘进效率低下的难题,考虑极端复杂地质环境条件和全断面硬岩掘进机技术特点,首先,制定极端复杂地质全断面硬岩掘进机技术指标,研制极端复杂地质全断面硬岩掘进机,提出变截面收敛地层扩挖技术;然后,基于破碎围岩地质特征,建立关键参数控制、小导管化学灌浆、管棚注浆、小导洞开挖技术协同作业方法,并应用于解决破碎围岩地层;针对岩渣堆积掘进效率低下的问题,建立机械除渣和皮带机出渣联合清渣模式;最后,通过高黎贡山极端复杂地质掘进验证了本文研究成果。结果表明:1)全断面硬岩掘进机在Ⅱ、Ⅲ级围岩条件具有较高的进尺速度,设备完好率较高;2)Ⅳ、Ⅴ级围岩为主的破碎地层具有较好的适应性,实现刀具磨损一般的情况下最高月进尺达到了438 m,平均月进尺为412 m,表明具有良好的地质适应性。