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。

永川区块单弯螺杆防斜打直技术研究与应用

永川区块上部地层可钻性差,地层倾角差异大,且断层发育易发生井斜,常规防斜钻具组合不能有效控制井斜。YY5-1HF井在直井段施工过程应用了大尺寸钻铤配合直螺杆钻具组合、单弯螺杆钟摆钻具组合和垂直钻井工具进行防斜打直。应用效果表明,单弯螺杆钟摆钻具组合能达到防斜目的。通过匹配合适的钻井参数并优选钻头,能有效提高机械钻速,采用单弯螺杆组合滑动降斜是一种比较主动的防斜打直措施,需进一步探索。

高速涡轮钻微创手术治疗阻生智齿患者的临床疗效及对术后疼痛程度的影响

目的观察高速涡轮钻微创手术对阻生智齿患者的临床疗效及术后疼痛程度影响。方法选取萍乡市妇幼保健院2019年3月至2021年11月收治的84例阻生智齿患者作为研究对象,按照随机数字表法分为观察组与对照组,每组42例。对照组采取传统拔牙术治疗,观察组采取高速涡轮钻微创手术治疗。比较两组手术相关指标、手术部位疼痛程度、术后张口受限度、炎症因子水平、术后并发症发生率。结果观察组手术时间短于对照组,术中出血量少于对照组,术后面部肿胀程度小于对照组,拔牙完整率、牙窝完整率均高于对照组,术后断根率低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。术后第1、3、7天,两组视觉模拟评分法(VAS)评分均低于术后前一时间点,且观察组低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。两组术后张口首受限Ⅱ度比较差异无统计学意义;观察组术后张口受限Ⅰ度高于对照组,Ⅲ度低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05),治疗后,两组白细胞介素-6(IL-6)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、细胞间黏附细胞因子1(ICAM1)、过氧化物酶(MPO)水平均高于治疗前,但观察组IL-6、TNF-α、ICM1、MPO水平均低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。观察组术后并发症发生率比较低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论低度直机联合高速涡轮钻微创手术阻生智齿疗效显著,能有效减轻患者疼痛程度,张口受限程度较小,对炎症因子影响较小,值得临床推广应用。

煤矿巷道掘进长距离快速超前钻探工艺策略及配套机具研究

随着我国煤炭资源开采深度的逐步增加,地质条件和围岩环境日趋复杂,掘进时面临水害、瓦斯等灾害的程度日益增大,超前钻孔作为探查和治理灾害的必要通道,日益严重的采掘失衡对长距离快速超前钻探技术的需求极为迫切。首先,结合煤矿安全相关规程和煤矿巷道掘进工况,分析了巷道掘进对于超前钻探的需求。然后,根据“长距离快速超前钻探”的要义,分析了目前钻探工艺技术存在的“复杂地层钻孔深度不足”“钻孔偏斜严重”“硬岩钻进效率低”3个关键技术问题。其次,针对3个关键技术问题总结研究了“复杂跟管钻进技术”“钻孔防偏技术”“硬岩高效钻进技术”。针对复杂地层因钻孔坍塌难以成孔的难题,总结了不同护孔技术及配套机具,分析了其对于不同工况的适用性,开发了孔底驱动快速跟管成套机具,将复杂地层钻孔深度延长2~3倍;针对回转钻进工况下的超前探孔防偏难题,分析了回转钻进偏斜的力学机理,从抑制钻孔倾角和方位角的角度分析了防偏钻具的原理、结构以及性能,研发了能够同时稳定倾角和方位角的单动式保直钻具,钻进过程中外管不转、芯轴带动钻头旋转破岩,现场试验表明能够同时将倾角和方位角偏斜率控制在1.5(°)/100 m;针对硬岩巷道超前钻探存在的效率低、破岩刀具磨损快等问题,分析了不同硬岩高效破岩机理并综合阐述了对应的破岩机具及配套技术与装备,研制了基于主动抑振原理的小直径稳压提速钻具,在岩石坚固性系数f为12的煤系石灰岩地层中提速1.5~2倍。最后,针对超前探钻孔“护孔”“防偏”“提速”3个关键需求,提出了相应工艺机具的发展方向。

双空孔型直眼超深掏槽爆破在缓倾斜薄矿体中的应用

山西省吕梁地区沉积型铝土矿一般为缓倾斜薄矿体,存在矿石硬、围岩软特点,在采用楔形浅孔掏槽钻爆法采矿时,受钻孔的角度和装药结构影响,往往造成掘进循环进尺短、炸药单耗高,大块产出率高等问题。结合山西吕梁地区某铝土矿地下矿山,在作业面断面3 m×2.5 m上采用双空孔型直眼超深掏槽爆破落矿,直眼掏槽眼孔深2 m,辅助眼和周边眼孔深1.8 m,现场炸药单耗0.61 kg/t,较原楔形掏槽炸药单耗缩小0.12 kg/t,爆破进尺1.76 m,炮孔利用率97.7%,无粉矿和超过500 mm的大块,通过此次现场试验得出在缓倾斜薄矿体利用双空孔直眼掏槽替换常规楔形掏槽采矿时爆破技术指标得到明显提升。

直旋混合射流内流场的特性研究

自进式钻头是径向射流钻井技术中的一个不可或缺的组件。然而,目前国内外对直旋混合射流进行的研究多数是关于其外流场对破岩效率的,而对组合射流的形成机理的研究较少。通过在非淹没条件下进行了新型直旋混合射流的内部流场仿真,得到了内流场的混合特性:轴向速度靠近轴心处速度最大,切向速度则是沿着射流的不断混合呈现正弦曲线分布的规律。结果可为进一步研究钻头的破岩特性、机理和优化设计提供理论依据。

PowerV垂直钻井技术在克拉2气田的应用

随着塔里木油田在山前构造区域勘探开发力度的不断增大 ,防斜打快技术成为制约塔里木地区山前构造勘探开发钻井进程的关键技术。位于新疆库车凹陷山前构造的克拉 2气田是西气东输工程的主力气源地 ,目前进入了大规模开发阶段。简述了克拉 2气田的地层特征 ,评价了山前高陡构造防斜打快技术 ,介绍了PowerV垂直钻井新技术工作原理及其应用方法 ,列举了其在西气东输克拉 2气田 2口直井开发井 4 0 6 .4mm井眼段的应用情况 ,并在技术和效益方面对应用情况作了评价 ,认为PowerV垂直钻井技术可完全解放钻压 ,变被动防斜为主动防斜 ,对将来山前高陡构造防斜打快、缩短钻井周期、降低钻井成本具有一定的借鉴意义。

塔里木博孜区块超深井自动垂直钻井难点与技术对策

塔里木盆地博孜区块属于典型的山前高陡构造,地层倾角大、自然造斜能力强、防斜打直难,采用常规的防斜打直技术难以保证井斜控制效果。为此,分析了自动垂直钻井技术在博孜区块超深井的应用难点,针对博孜区块上部砾岩地层的井下钻具振动大、防斜打直难等情况,开展了减振优化、超深井信号传输和防斜打直工艺优化等方面的技术研究。BZ1501井一开198~417及565~1000 m井段应用了自动垂直钻井系统,两趟钻累计工作循环时间281 h,平均机械钻速2.43 m/h,井斜角0.2°,与该井应用常规钟摆钻具组合及BZ18井应用自动垂直钻井系统相比,工作寿命长,机械钻速快,井斜控制效果好。现场应用表明,超深井防斜打直钻井技术在塔里木博孜区块的钻井提速效果较好,可以在该区块推广应用。

钻具稳定器结构对复合钻井导向力的影响

单弯螺杆钻具+PDC钻头复合钻井已广泛在钻井提速和井眼轨迹控制作业中应用,对该类钻具组合导向力分析也有成熟的方法,但常常忽略螺杆稳定器结构的影响。为此,基于油气田现场作业应用的直棱和螺旋棱稳定器结构,讨论了螺杆稳定器外径和支点位置变化对钻具导向力的影响,建立了稳定器实际偏心距计算模型,提出了考虑螺杆稳定器结构影响的钻具复合钻井导向力分析方法。通过对单弯螺杆单稳定器钻具组合、单弯螺杆双稳定器钻具组合复合钻井导向力的分析,结果发现:①忽略螺杆稳定器结构的复合钻井导向力分析方法计算结果与钻具导向合力差别较大;②直棱稳定器由于棱槽包角的存在,等效外径周期性变化使得钻具组合导向力发生周期性增加或降低,变化幅度最高达50%,影响钻具导向稳定性能和疲劳寿命。进而提出建议:①计算复合钻井导向力时应采用考虑螺杆稳定器结构影响的钻具复合钻井导向力分析方法;②现场复合钻井时选用带棱槽包角为零的螺旋式稳定器或选用带棱槽包角小的直棱稳定器的螺杆钻具。

欠平衡钻井环空多相流井底压力计算模型

随着欠平衡钻井技术的发展,对井底负压值精确控制的要求越来越高,目前已经开发了随钻井底压力测量仪器。对井底压力的大小实测发现,原有的气液两相流井底负压控制计算模型的计算误差较大,达到13%。为此,在H.V.Nickens所建立的钻井过程气侵时的两相流模型基础上,建立了直井环空多相流井底压力流动型态新的计算模型。该模型充分考虑了岩屑固相和多相加速度压降的影响,精度较高,利用深层欠平衡钻井实测数据,计算表明误差小于3%,为欠平衡设计计算与精确控制井底负压值提供了理论依据。

川东北地区探井快速钻井技术

川东北地区探井钻井过程常遇到“漏、斜、卡、塌、喷”等井下复杂情况或事故，造成机械钻速慢，严重影响了勘探开发进度和效益，为此，试验应用了一系列提高该地区探井钻速的钻井新技术，包括气体钻井技术、垂直钻井技术和复合钻井技术。现场应用结果表明：在上部陆相地层，气体钻井井段的平均机械钻速达到5．66～7．06m／h，垂直钻井井段的平均机械钻速1．97m／h；在下部海相地层，复合钻井井段的平均机械钻速2．32m／h。通过应用上述新技术，较好地实现了钻井提速的目标，为川东北地区勘探任务的如期完成提供了技术保障，逐步形成了适应该地区地质特点的探井快速钻井技术配套体系。

新型直旋混合射流破岩特性及机理分析

为了揭示直旋混合射流的破岩机理,开展了直射流、旋转射流与直旋混合射流的冲蚀实验,并利用3DPIV测试系统获得了3种射流的速度场,通过对比分析相同靶距下冲孔深度及射流速度沿径向的分布规律,揭示了直旋混合射流的损伤破岩特性。结果表明,直旋混合射流可消除旋转射流的中心低速区和冲孔的中心凸台,该射流沿径向的分布宽度和破岩直径大于直射流,射流结构可分为直射流区、强旋射流区、弱旋射流区和外围射流区。直射流区的冲击破岩能力主要取决于射流能量;强旋射流区具有较大的径向和切向速度,当对岩石施加径向张力和周向剪力且在其合速度小于直射流的情况下,该区破岩深度仍可达到直射流区破岩深度;在弱旋射流区,受直射流和强旋射流的共同作用,岩石强度降低,但当三向速度均较小时亦能有效破岩;外围射流区主要是通过返回流携带岩屑对孔壁起磨削作用。

切削液对深孔直线度的影响分析与应用

利用切削液流体Reynolds公式和其引起的钻杆弯曲变形、倾角方程,建立了深孔加工直线度误差方程,揭示了流体入口压力、钻杆转动、涡动、挤压与深孔直线度之间的关系。指出在切削稳定状态下,减小流体入口压力,增加钻杆转速、减小钻杆涡动速度或者减小钻杆挤压速度均可改善深孔直线度。设计了新型多级喷射装置,通过增设分流腔和喷射级数来降低入口压力,可有效减小深孔直线度误差。设计了挤压油膜阻尼器(squeeze film dampers,简称SFD),利用油膜阻尼力减小深孔钻杆的涡动与挤压运动,来提高深孔加工直线度。试验了多级喷射装置和SFD共同作用下的深孔直线度误差,验证了钻杆在较低流体入口压力、较小涡动和挤压作用下加工的深孔有更好的直线度,为控制深孔加工直线度误差给出新的思路及设计方案。

煤矿快速钻进设备与大孔径直眼掏槽快速爆破关键技术研究

目前,煤矿岩石巷道掘进施工的主要方法钻眼爆破法,使用钻眼爆破法进行掘进时,爆破效果好坏、循环进尺大小和炮孔利用率的高低关键是掏槽,掏槽眼的布置方式分为直眼掏槽和斜眼掏槽。大量实践表明,受现有地质条件、巷道断面、凿岩机具、装药等因素的影响,每循环进尺要达到2.5~3.0 m,不论采用直眼掏槽还是斜眼掏槽,都容易出现掏槽效果不好,炮孔利用率低的现象。研制开发了一种液压掘进钻车,既可钻小直径普通钻孔,又能钻直径为100~110 mm的大孔,解决直眼掏槽爆破大直径炮孔自由面的问题,达到快速掘进和快速爆破的目的。

煤矿井下近水平钻孔大直径套管长距离下放技术

孔口套管封孔是后续钻孔施工与安全保障的基础,大直径套管通过能力、套管孔段轨迹偏斜控制和钻孔排渣效果是影响煤矿井下近水平钻孔大直径套管长距离下放成功的关键。为了提高套管近水平长距离下的成功率,建立了大直径套管刚性模型和弹性模型,获得了煤矿井下常用Φ178 mm、Φ146 mm和Φ127 mm套管在弯曲钻孔的通过能力数据;分析了近水平大直径套管孔段排渣困难与易发生偏斜的原因,提出采用大直径螺旋钻杆与内凹式PDC钻头进行保直钻进和高效排渣的技术方案,开发了相关钻具,制定了钻具组合,并分析了保直钻进和高效排渣机理。在赵固一矿进行了现场试验,完成3个钻孔施工,与常规工艺相比,套管孔段施工时间由110班次缩短至21班次,轨迹偏斜仅为0.042°/m,套孔下放成功率达到100%,有效解决了大直径套管近水平长距离下放难题。

基于有限元分析的直井中钻柱螺旋屈曲临界载荷定义

采用有限元法对直井中钻柱非线性屈曲控制微分方程进行了求解,力学模型中考虑了钻柱的重力,摒弃了传统分析中的无重力、等螺距和小位移假设,考察了不同边界条件对钻柱屈曲的影响。基于有限元分析的结果给出了钻柱非线性螺旋屈曲临界载荷定义,分析了位移高阶项在钻柱弯矩计算中的影响。分析表明,根据给出的定义确定的钻柱螺旋屈曲临界载荷与实验数据吻合,位移高阶项在弯矩计算中不可忽略。为石油钻采工程中钻柱螺旋屈曲临界载荷的预测提供了一种有效的方法。

基于DEFORM-3D的小深孔钻削模拟研究

利用Pro/E三维软件建立了枪钻的三维模型,基于振动理论对钻头进行了模态分析,并根据固有频率选择出不同的钻削参数.采用大型有限元分析软件DEFORM-3D对枪钻钻削铝合金过程中刀具的刀尖棱线位移变化进行了三维数值模拟分析.仿真分析结果表明:为防止由于共振而导致的同轴度误差变大,根据固有频率选择钻削参数具有一定的意义,可以为深孔加工中防止孔轴线偏斜提供理论参考.

不同手术治疗自发性脑出血患者神经功能变化及预后评估

目的探讨三种不同术式对自发性脑出血患者的临床疗效、神经功能以及预后的影响。方法选取2009年1月至2011年12月就诊的自发性脑出血患者,按照术式不同分为锥颅血肿引流术组(A组)、小骨瓣开窗微创血肿清除术组(B组)以及颞部或颞顶枕部直切口钻孔引流术组(C组),观察手术前后临床疗效,术后神经功能评价以及预后随访效果。结果 A、B、C组总有效率分别为65.71%、95.00%和87.50%,差异具有统计学意义(P<0.05),A组无效率、术后水肿及住院时间显著高于B组、C组(P<0.05);三组患者在术后NIHSS评分、BI评分以及评分能级方面(Ⅰ级、Ⅱ级)比较,术后NIHSS评分A组最高,BI评分B组最高,评分能级Ⅰ级、Ⅱ级患者比率B组和C组明显高于A组,差异具有统计学意义(P<0.05);各组患者预后良好比率(mRS<4分)明显高于预后不良比率(P<0.05),其中B、C组预后良好比率显著高于A组(P<0.05),Kaplan Meier法标明,A组患者累积致残率显著高于B组、C组(P<0.05)。结论小骨瓣开窗微创血肿清除术对自发性脑出血的神经功能影响小,预后较好,其次为颞部或颞顶枕部头皮直切口钻孔引流术,值得临床推广应用。

普通钻孔智能设计系统研究与应用

为了更好地反映煤矿抽采设计思想和清楚表达抽采工程与岩层之间的相关关系,研究了顺层和穿层抽采钻孔设计影响因素,建立了基于发散钻孔和平行钻孔两种最基本的钻孔布置方式的钻孔设计方法及模型,并利用GIS平台设计开发了普通钻孔智能设计软件,实现各种要求下抽放钻孔的计算机智能设计,钻孔参数的自动计算,并在七台河新建矿成功应用。结果表明:普通钻孔智能设计系统可以方便快捷的进行顺层或穿层钻孔设计,在满足无抽放盲区、达到控制范围的前提下,钻孔工程量达到最小,有效提高了设计部门的钻孔设计效率。

近钻头钻具声波传播特性分析

为了利用声波将近钻头处的信息传输至远钻头端,运用有限元方法分析了常见近钻头钻具(普通钻铤、螺旋钻铤、整体直棱稳定器、整体螺旋稳定器和螺杆钻具)的声波传播特性。分析结果表明,由于轴向上的截面形式和大小基本保持一致,普通钻铤和螺旋钻铤不仅具有较好的时域特性,没有严重的波形反复震荡现象发生,而且具有较宽的通频带;稳定器段的出现使得轴向上声波阻抗不连续,其他3种钻具不仅在其时域波形中出现波形的反复震荡,其通频带宽度也大幅变窄。因此,普通钻铤和螺旋钻铤更适合于作为近钻头声波信号传输的通道,当必须使用其他3种钻具时,则必须采用辅助的信号处理措施。