CS系列绳索取芯钻具在地浸型砂砾岩地层钻探中的应用

绳索取芯钻探技术已经比较成熟,但在地浸型砂砾岩地层钻探施工中仍然会遇到比较多的技术难题,主要由于地层条件比较复杂,常规的绳索钻具和施工工艺很难满足要求。通过对普钻单管取芯工艺和常规的绳索钻具取芯工艺特点进行研究,结合地质条件,优化钻孔级配、改善钻具结构、调整内外环空间隙、钻头水路结构等,对绳索取芯钻具、钻杆进行了创新设计,系统性优化了施工工艺方案,并通过实钻验证,成功地解决了绳索取芯钻具在地浸型砂砾岩地层钻探的难题。

GY-2000L型双动力头钻机在新疆额敏抽水蓄能项目水平定向钻孔中的应用

在新疆额敏抽水蓄能电站勘察任务中,使用GY-2000L新型双动力头岩心钻机,完成735 m空间曲线导向绳索取心钻进,倾角从14°定向至水平0°,钻孔轨迹方位角从236°定向至262°,精准实现靶区取心勘探目的。该钻孔“空间曲线精准造斜到靶区+水平绳索连续取心”工法,硬岩导向钻进435 m,复杂地层绳索取心钻进300 m,靶区岩心采取率大于98%,在水利行业工程勘察创新了水平定向绳索取心工艺技术,为该区同类钻孔施工提供宝贵经验和借鉴依据。

大口径绳索取心钻探技术在煤层气参数井勘探中的应用

绳索取心钻探技术由于取心钻具结构简单、岩(煤)心采取率较高、岩(煤)心质量较好、钻头使用寿命较长以及工作强度较低等显著优点,在煤层气勘探中得到了广泛运用。本文主要介绍了常用的大口径绳索取心钻具、钻进工艺、钻井液技术等,并以煤层气参数1井和2井为例,探讨煤层气参数井绳索取心钻进方法及效果。钻井过程中采用牙轮正循环回转钻进、PDC复合钻进及WH-B(S215×62 mm)绳索取心钻进工艺和低固相、无固相钻井液护壁技术,适当控制回次进尺长度和时间等措施,提高钻探效率,确保岩(煤)心采取率。通过在钻井实践中应用,该钻具在2口煤层气取心井段的采取率达到了93.82%,取得了良好的应用效果,为同类大口径绳索取心钻探工作具有一定的指导意义。

煤层气普查孔分段取心钻进工艺应用及施工关键技术

本文介绍了HL-Q3孔的施工情况,重点讨论了施工中遇到的地层漏失、孔壁稳定性差、局部地层硬度差大等问题,详细介绍了所采用的施工工艺、技术措施和经验。该孔根据设计要求,0~1000 m孔段采用全面钻进方法,1000 m以深至终孔孔段采用不提钻取心的施工工艺。同时,结合钾基聚合物泥浆体系护壁及煤气层保护技术,优选钻井设备、机具、钻头等,以确保钻孔按期优质完工。最后,对中深孔施工中采用PQ+5~8 mm口径绳索取心技术在复杂地层条件下的优越性进行了分析讨论,这些经验可为后续类似钻孔施工提供一定的借鉴作用。

不提钻换钻头钻进技术研究与应用

地质钻探施工时起下钻更换钻头,需要占用大量时间,且存在一定的安全隐患,大大影响钻探效率,采用不提钻换钻头钻进技术可以很好地解决这个问题。以S95绳索取心钻杆为使用平台,沿用BH-75钻具基本结构,并针对其存在问题,研制BH-95规格的不提钻换钻头钻具,同时根据BH-95规格钻具的具体结构完善BH-75钻具,提高了BH系列钻具的承压能力和钻具收敛(投送)稳定性,增设了自动除沙机构等。将该技术在江西省宜春市桃地1井(地热井)进行了现场应用,在孔深680.65~704.25 m进行了不提钻换钻头,钻具到位张开成功率100%,岩心采取率达到99.4%,岩心质量好,最大限度减少了起下钻次数,有效预防了起下钻引发的孔内事故。不提钻换钻头钻进技术为深孔地质勘探中钻进强研磨性、“打滑”、软硬频繁交替等地层,提供了及时优化钻头使用方案,降低能源消耗,有效地保护孔壁安全和减轻劳动强度。

绳索取心钻具在声频环保取样钻机中的应用研究

近年来土壤取样钻机在环境取样领域发挥着举足轻重的作用。中国煤炭地质总局第二勘探局自主研发了一款中小型履带式声频环保取样钻机,该钻机采用四缸柴油发动机为动力,冲击力更强,钻深更大,可以满足0~30 m深度的大部分环境土壤取样需求。在钻探施工过程中,如何提高钻机的钻探效率,取得高质量的岩心,便成为大部分钻机亟待解决的难题。受普通岩心钻机绳索取心工艺的启发,将绳索取心的钻探方式引入到声频环保钻机上,是声频环保钻机钻探工艺的一种新的尝试和探索。

南陵地区深孔绳索取心工艺及钻井事故预防技术探索

安徽南陵地区二叠系页岩气地质调查井—皖南地2井的终孔深度为2011.52 m,目前是皖南地区小口径绳索取心钻进深度最大的井,也是安徽省小口径绳索取心钻探最深记录。本文以皖南地2井工程施工为例,从地层因素、钻孔结构设计、钻井设备、钻井液流变性参数选择、钻井事故预防和处理、精细化管理等方面进行了研究与分析,为皖南地区及相同类型的小口径绳索取心深井钻探提供技术参考。

小口径水平绳索取芯钻进防偏斜方法探索与实践

为避免小口径水平绳索取芯钻进时钻孔轨迹出现偏斜而不能钻进至目标地层从而失去勘探意义,解决钻进过程中钻孔偏斜导致出现断钻杆等孔内事故的问题,结合已完成各铁路项目长大隧道水平孔钻探经验,基于水平孔钻探设备在孔内的回转特征,通过分析钻具各部件,如钻杆柱、弹卡室与弹卡挡头、扩孔器、钻头等的工作状态、钻具受力后的变形程度、钻孔孔径结构以及地层产状、岩性完整性等因素,发现除操作经验影响钻孔偏斜外,钻头姿态对钻孔偏斜的影响也较大,因此进一步研制了一种小口径绳索取芯钻杆扶正器,并在某高原铁路某隧道超深水平孔勘探中进行了试验性应用。实际工程应用结果表明:小口径水平绳索取芯钻进时,使用钻杆扶正器后,有效减小了钻孔的偏斜角度,达到了较好的防偏斜效果。但钻杆扶正器的进一步合理有效使用,如扶正器安置数量、间距、距离钻头位置等还需要进一步试验研究。

ZK5806钻孔绳索取心钻具脱落事故处理方法

小口径岩心钻探施工过程中,钻具断裂落入孔内的情况时有发生,如果处理不当,还可能导致取心钢丝绳等断落孔内的二次事故发生,严重影响施工周期,更有甚者出现打捞失败,导致钻孔被迫侧钻或报废。因此,绳索取心钢丝绳(落鱼)的打捞与处理,对钻探施工极为关键,也一直是施工中的难题。山东莱州三山岛北部海域金矿钻探工程项目施工陆地与海上钻孔138个,总工作量15万余米,此项目属于施工周期长、工作量大、施工机台多、施工难度大的超大型钻探工程项目。在该项目ZK5806号钻孔事故处理过程中,全面分析了事故的发生原因,改进了现有打捞钩、自制抓筒、自制打捞筒和扩孔钻具,成功地解决了本次事故,取得了满意的技术效果。本文结合此案例提出了一些技术措施和处理方法,研究结果将为今后海上深孔、特深孔钻探中同类事故的处理提供有益的经验。

国内外绳索取心钻具研发应用概况及特深孔钻进问题分析

随着钻孔深度的不断增加,对绳索取心钻具的使用性能提出了更高要求。在分析了国内外绳索取心钻具研发现状、结构设计特点及特深孔应用情况的基础上,整理了特深孔钻进绳索取心钻具使用存在的技术问题,定位机构打捞可靠性、到位报信提示可靠性、堵心报信机构工作稳定性、单动机构使用寿命均有待提高,并相应地分析了原因,为5000 m特深孔绳索取心钻具优化设计打好基础。

煤层气井钻井工艺技术探讨

我国煤层气资源十分丰富，但开发利用刚刚起步。煤层与一般油气层相比，机械强度低，孔隙度低，所以易坍塌、易污染。煤层气是吸附在煤层中的甲烷和少量的其它气体，煤层既是生气层，又是储气层，煤岩颗粒和微孔隙组成储集空间，天然裂缝是渗流通道。煤层孔隙压力低，所以开采时要先抽吸排水，压力降到解吸压力之下才能采气。采气时气水同产，地面再分离。文中主要介绍了煤层气井的井身结构、钻井参数、取心工具和工艺等。

国外海洋钻井绳索取心新技术

介绍了国外"海洋钻井项目"(Ocean Drilling Program-ODP)的4种钻井取心工具,包括活塞取心工具、旋转取心工具、延伸取心工具,井下马达驱动取心工具。这几种取心工具根据取心地层岩性、深度等实际情况与3种类型的取心钻头配合使用。文章概述了这些工具和钻头的结构和性能特点以及适用地层范围,给出部分工具和钻头的具体工作参数,在此基础上还指出这些工具各自的局限性,分析了ODP取心工具对于国内陆地取心的指导意义。

涞源龙门金多金属矿普查绿色勘查实践

河北省涞源县龙门金多金属矿普查工作,贯彻绿色勘查理念,对槽探工程、老硐清理、钻探工程按《绿色勘查指南》进行了专项设计并付诸实施。槽探工程施工挖掘的腐植土和碎石就近分开堆放并遮盖,待项目验收合格后,回填腐植土和碎石,最后平整并绿化;老硐清理出的碎石选择离硐口较近的相对平坦的地方堆放,并做好防护工作,最后覆土绿化;钻进工程采用清水和环保泥浆做冲洗液,金刚石单管和绳索取心钻进,提高了效率,减少了对地质环境的影响。机台建设占地少,施工过程中避免油污等的外溢,项目竣工验收后地貌恢复采用植草、自然恢复等绿化方法。绿色勘查充分贯彻了绿水青山就是金山银山的绿色发展理念。

地质特深孔绳索取心钻杆机械性能研究

地质特深孔绳索取心钻杆结构区别于API石油钻杆,其机械性能计算不可直接引用API石油钻杆的相关理论公式。针对这一理论依据与计算方法缺失,本文对地质特深孔双台肩钻杆接头进行了受力分析,开展了钻杆接头拉伸载荷与扭转载荷计算理论研究,构建了绳索取心钻杆机械性能计算的理论方法。同时,通过有限元分析和台架试验,确定了H5000规格双台肩绳索取心钻杆的机械性能,验证了计算方法的准确性,并提出了钻杆结构改进建议与下一步研究方向,为高性能薄壁绳索取心钻杆“服役”于5000 m地质岩心钻探工程提供了技术支撑。

高原铁路水平定向试验孔施工概况和关键技术

川藏铁路地处高原高寒高山峡谷地区,铁路隧道勘察十分艰难。开展了千米级水平绳索取心钻进技术与装备研发,在川藏铁路卡子拉山一号隧道DZ-卡子拉山一号-定向实验-01孔进行应用示范。成功完成1212 m水平定向试验钻孔,查明陡倾岩层3条断层和19处节理密集带,方位角偏差≤1°,孔斜0.76°/100 m,机械钻速3.09 m/h,台月效率350.29 m,创造国内水平绳索钻杆PQ、HQ深度588 m和974 m两项最新记录。攻克难进入地区钻孔无法搬迁和查明混杂陡倾岩层构造的难题,突破过去垂直“点”勘察变为水平“线”勘察,直观查明隧道洞身段地层岩性、陡倾岩层构造、水文地质条件等情况,为解决高原铁路长大深埋隧道勘察难题提供了借鉴,具有示范与推广作用。

组合钻探工艺的试验研究

组合钻探工艺是一种为了提高不同地层取样钻探施工综合效率的多用途钻探技术。该工艺方法将当今地质找矿钻探最先进和广泛应用的反循环连续取心 (样 )及金刚石绳索取心钻探技术有机地结合起来 ,利用一套器具 ,可实现多种工艺方法 ,并针对地层、施工环境及地质要求 ,采取与之相适应的钻探方法 ,达到优质高效的综合钻探目的。介绍了组合钻探工艺的研究与应用试验过程及取得的技术效果。

超深涌水水平孔绳索取心钻具投送和打捞技术

为了精准查明拟建隧道沿线地质情况,通常采用水平孔绳索取心钻探技术。在超深涌水水平孔绳索取心钻进中,投放、打捞内管总成钻具和打捞器是施工中的难题。因此从研制专用水平钻机、选择大功率泥浆泵、封隔分流涌水、设计绳索取心钻具送绳器、定制专用内平绳索取心钻杆等几方面开展研究。全面分析了泥浆泵压力、钻杆内径大小、钻孔深度、钻杆的密封性、钻孔涌水量、涌水压力、孔壁间隙等因素对投送内管总成钻具和打捞器速度的影响,实现了高效、低成本、绿色钻探技术集成。经过精心组织,成功完成了千米级的大涌水水平孔绳索取心钻探施工,精准查明了隧道洞身段工程地质条件,取得了满意的技术效果,为隧道设计和施工提供了安全保障,也为超深涌水水平孔钻探提供了经验。

贵州保田-青山煤层气参数井钻井工艺技术

以贵州保田-青山煤层气参数井工程为实例,介绍了绳索取心工艺在该区的应用情况,并针对地层复杂、孔壁不稳定、粉煤取心困难等工程难点,提出相应的工艺技术。

新集煤层气示范开发工程钻井 固井技术研究

通过总结新集煤层气示范开发一期工程所钻的 1口评价井和 3口生产试验井的钻井、固井技术 ,提出了适合该地区煤层气评价、开发要求的钻井技术、煤储层保护技术、大口径绳索取心技术、变密度水泥浆固井技术等 。

大口径绳索取心器在煤层气参数井的应用

豫北地区施工的煤层气参数井试1井,要求在井深1 072～1 109m处取心37m,取心率达到90%以上,取心时间小于2min/hm,以准确获取山西组二1煤层的储层参数。为满足设计要求,选择平顶山五环实业有限公司研制的大口径绳索取心器,并根据地层特点,设计了81/2胎体式三阶梯PDC复合片绳索取心钻头及钢体式多阶梯硬质合金取煤钻头。在施工过程中选择了合理的钻进参数和泥浆性能,并按照拟定的操作程序采取了相应的技术措施,实际岩心采取率在煤岩段达到91.3%,在基岩段高达95.8%,完全满足了煤层气参数井对目的层取心的要求。