关于PDC钻头低温氮、磁化综合处理的试验研究

复合片钻头在石油钻井和地质钻探中,得到了广泛应用,取得了很好的技术经济效果。但是,在深孔钻进中,特别是在复杂地层,诸如软硬互层、裂隙互层和研磨性地层中钻进时,机械钻速下降,钻头进尺降低,影响了其进一步推广和使用。如何提高钻头的使用性能,即提高钻头的强度(硬度)和耐磨性,以解决上述问题是一个非常重要的课题。在提高钻头使用性能方面,对其进行低温液态氮处理、磁化处理的综合处理方法是一种很有效的方法。俄罗斯专家进行的理论研究和生产实践证明,使用这种综合方法可以有效提高钻头的使用性能。     

新型加长防斜减振PDC钻头的设计试验研究

PDC钻头在石油钻井和地质钻探中,在中等硬度和部分硬地层中钻进时,取得了很好的钻进效果,得到了满意的技术经济指标,生产单位也比较欢迎。但是,在复杂地层,如深孔软硬互层、裂隙互层和研磨性地层中钻进时,机械钻速变慢,钻头进尺降低,成了推广使用的"拦路虎"。俄罗斯钻探工作者针对上述地层钻探中存在的问题,设计出了加长型防斜减振钻头,经过实验室和野外试验证明,这种钻头是有效的,取得了很好的技术经济效果。     

金刚石钻进技术指标综合研究及其计算机控制

钻探工程施工目前通常是凭经验进行。应该改变这种情况,把凭经验施工转变到依靠科学施工上来。俄罗斯钻探专家提出把金刚石钻进中的机械钻速、钻头每转进尺和单位进尺能耗量3个参数综合起来研究,开发了控制钻进过程最优化的软件,经试用,取得了良好的效果,值得我们借鉴。     

关于提高金刚石钻头胎体工作能力的试验研究

在地质勘探中,金刚石钻进是一种主要的方法。在金刚石钻探生产中,钻探设备、钻头、钻探工艺、钻探生产操作技术和生产管理都是非常重要的。钻探技术经济指标与钻头胎体的工作能力关系更为密切,因此成了人们关心的问题。俄罗斯КубасовВ.В.博士等在提高钻头胎体工作能力方面做了大量的工作,取得了很好的技术经济效果。本文介绍了他们在低品级金刚石的选择性破碎处理、金刚石的热处理、金刚石钻头的低温处理和胎体性能的控制技术等方面的研究内容及取得的成果。     

关于提高金刚石钻头胎体耐磨性的试验研究

胎体耐磨性(胎体硬度)是金刚石钻头的一个重要技术指标,它直接影响钻头、钻进规程参数的选择和钻探工程技术指标的提高。目前,现场所用钻头实际胎体硬度低于出厂钻头的标称硬度,而钻探施工一般按胎体标称硬度进行安排生产,所以会对钻探效率和进尺的提高带来误导和负面影响。为了提高钻头胎体硬度,进行了如下研究工作:改进钻头烧结工艺,提高胎体材料中碳化钨的比例和增加混料时间。在改进钻头烧结工艺中,建议讨论研究俄罗斯冷压烧结技术,其烧结压力可以达到70~100 MPa,远远高于我国热压烧结的压力,这将有利于胎体耐磨性的提高和钻探技术经济指标的改善。     

尖齿状金刚石复合片钻头在油页岩矿区的钻进实验

松辽盆地青山口组和嫩江组含油页岩系,夹有数十层白云岩透镜体或条带。在对该油页岩系进行钻探时,由于经常遇到硬度较大的白云岩层,使用普通的硬质合金钻头不仅进尺极其缓慢,而且钻头损坏严重,寿命短。为解决此钻探难题,研制开发具有高耐磨性和穿透能力强的钻头势在必行。为此,研发了尖齿状金刚石复合片钻头,并进行了现场钻进实验。结果表明,这种钻头在含白云岩层的油页岩地层钻进时,不仅钻进速度高,而且具有高耐磨性、寿命长,其综合技术经济指标远远优于常规硬质合金钻头。     

关于金刚石钻头胎体硬度分布的试验研究

钻头胎体硬度是一项重要技术指标,应与所钻岩石的硬度(可钻性)和研磨性相适应。胎体硬度直接影响钻探技术经济指标的提高和钻进工艺参数的选择。试验研究表明,钻头胎体硬度分布很不均匀,差别很大。首先应从胎体烧结工艺上找原因,烧结压力偏小(5 MPa)可能是首要原因。钻头、工艺参数、操作技术等都很重要,缺一不可。钻进技术经济指标低,不一定都是钻头质量问题,要从多方面进行研究。提倡把经验打钻提高到科学打钻上来。     

利用废岩心管改制双唇钢砂钻头

水城队钻探技术员寒冰同志利用废岩心管改制双唇钢砂钻头,在钻进Ⅶ级以上硬脆岩层,与普通钻头比较,进尺效率提高11%-70%,平均提高21%,铁砂消耗量平均减少了30%,试验结果如下表:     

关于金刚石钻进规程参数合理配合的分析研究

机械钻速、钻头进尺和每米钻探成本通常称之为是钻探工程的主要技术经济指标。这些技术经济指标均与选用的钻头、所用钻进规程参数和操作技术紧密相关。选用的钻头应与所钻地层的硬度、研磨性(可钻性)相适应。操作技术主要取决于司钻人员的技术、经验和水平。而钻进规程参数的选取和确定及其合理配合则是非常重要的一个因素,不可忽视。提出了临界钻进规程的概念。临界规程是一条红线,不可逾越,否则就会发生事故。正常钻进规程时,钻压和钻头转速应该合理配合,冲洗液量宜保证岩粉处于正常规程状态,以得到理想的钻探工程技术经济指标。建议根据功率表读数变化来调整钻压和钻头转速的合理配合,利用流量计监控孔底的冲洗液数量,严格控制临界规程的形成,把经验打钻和科学打钻结合起来。     

关于金刚石钻头底出刃锐化处理的试验研究

在我国固体矿产地质勘探中,金刚石钻进是一种主要的钻进方法。金刚石钻进时,破碎岩石是靠镶在钻头胎体中的金刚石底出刃完成的。随着钻孔的加深和孔底岩石的破碎,金刚石底出刃被磨损,直接影响机械钻速和钻头进尺,直至钻头报废。因此对钻头金刚石出刃磨锐问题,应该给予充分注意。俄罗斯СпиринВ.И.教授等利用电化学原理对钻头底出刃进行锐化处理,以提高机械钻速和钻头进尺,基于此原理研制了野外用轻便式电化学锐化处理金刚石钻头的设备,工程应用验证,取得了很好的技术经济效果。     

刮刀钻头无岩心钻进

本文综合了勘探技术研究所两年来对刮刀钻头的试验研究成果及生产上应用的经验,提出了各种刮刀钻头的使用规范,指出了利用废旧料制作和在中硬岩层用以代替牙轮钻头等问题,对刮刀钻头结构上的定型化,就地取材自行制作,进一步改进并研究扩大其使用范围都有一定价值,在当前对推行无岩心钻进和快速钻进更有很大意义,希各队能因地制宜地予以推广与应用,并针对这一问题广泛的展开讨论和研究,以进一步提高和发展无岩心钻进的技术,加速钻探工作的高速度发展。1958年地质勘探生产大跃进实践证明,采用无岩心钻进是当前提高钻探效率最重要方法之一。地质部勘探技术研究所按照国家科研项目1014-1对于无岩心钻进用之刮刀钻头合理型式及其使用技术规范,从57年起即与各兄弟单位、院校和野外队共同进行了一系列研究工作,对在中等硬度以下岩石     

坚硬致密石英岩地层用新型胎块钻头的研究与应用

在钻探施工中,当钻遇坚硬致密石英岩时,金刚石钻头普遍存在钻进效率低、打滑及进尺困难的现象。针对这种地层,研制了新型胎块孕镶钻头,通过胎体配方的改进,水路及金刚石品级、浓度的优化设计,在施工现场取得了良好的钻进效果。详细介绍了适用于该种地层的新型胎块钻头的设计及现场应用效果,为类似钻探施工提供参考。     

低温电镀人造金刚石孕镶钻头生产试验成果

我队一号机对武汉地质学院研制的低温电镀人造金刚石孕镶钻头在ZK101－3号孔进行了生产试验。三个钻头在6～8级火山岩中共进尺285.03米，平均钻头进尺95.01米，最低钻头进尺60.94米，最高钻头进尺150.99米。取得可喜成果，现将试验情况简述如下：一、试验条件1．矿区和地层：试验地区是一个火山岩覆盖的隐伏煤田。ZK101－3号孔是采用金刚石小口径（φ56）进行勘探施工的第一个钻孔。三个钻头试验时钻进的孔深从61.47～     

2990~#天然表镶金刚石钻头进尺502米

我队九号机自从76年开始金刚石钻进以来，全机人员认真学习金刚石钻进技术，从实践中不断总结经验，逐步提高操作技术水平，大大提高了铜山口矿区的钻探效率，降低了钻探成本，连年提前完成国家计划，充分发挥了金刚石小口径钻探的优越性。在钻头使用上，七七年使用无锡天然孕镶7005~#钻头，创造了单个钻头进尺403.97米的我队最高纪录；七八年使用郑州天然表镶2588~#钻头，单个钻头进尺高达442.63米；七九年使用郑州天然表镶2990~#钻头，创造了单个钻头进尺502.73米的新纪录。     

在可塑性橄榄岩钻进中防止糊钻、蹩水、提高效率的三种有效方法

一、双管内肋骨钻头钻进在可塑性强的四极橄榄岩中钻进,糊钻问题是126队许久以来的革新课题。虽在普遍采用单管内肋骨钻头钻进后,效率比楚库洛夫钻头有所提高,但岩粉糊钻仍很严重,严重阻碍着钻探生产效率的进一步提高。为此,501机全体职工在八月份提出了双管内肋骨钻头钻进,经使用后,大大地消灭了岩粉糊钻现象,提高了效率:平均回次进尺提高将近一倍,单位小时进尺提高了50%以上。如表1:     

Φ215.9mm四牙轮取心钻头设计与应用

针对硬岩及复杂地层取心钻进效率低、钻头寿命短的问题,依托“深海钻探技术与工程支撑”项目研制了Φ215.9 mm四牙轮取心钻头。通过合理布置牙轮角度与分布、优化取心结构,有效提高岩心采取率,保证钻头在硬岩中的钻进速度与可靠性。在之前进行了陆地试验和海洋试验并不断优化改进的基础上,本次在内蒙古自治区呼和浩特市清水河县首次进行了实验性的地热勘探取心施工,全段地层均为高研磨性、高硬度花岗岩,取心困难。采用Φ215.9 mm牙轮取心钻头配合常规的取心钻具,钻进效率达1.2 m/h,岩心采取率为70%~90%,取得了较好的应用效果,为海洋钻探硬岩取心提供了技术保障。     

PDC钻头钻进岩石破碎过程及其与钻进规程参数关系的分析研究

PDC复合片钻头在地质勘探和石油天然气钻井等领域得到了广泛的应用，取得了很好的技术经济效果。但是，对于其碎岩过程及其与钻进规程参数间的关系研究不够深入，影响了技术经济指标的进一步提高。俄罗斯钻探工作者在这方面做了很多工作，取得了一定效果，值得引起我们的注意。例如，他们建议，由于岩石破碎方式是变化的，所以，尽量使岩石破碎处于体积破碎状态；如果把钻头每转进尺能耗量指标作为一个评价指标考虑进去，则评价系统会更加科学和更加全面；钻头每转进尺，不是越高越好，有一个最优值，这个最优值与钻进规程参数密切相关；提出了临界钻进规程的概念，即当轴载和转速的乘积高达一定数值时，切削具温度急剧上升、钻头磨损明显加剧，冲洗液量再大也无济于事，因此，此时应该采取措施，及时调整规程参数，避免钻进过程处于临界规程状态，以便使钻进处于正常状态，继续钻进下去。     

薄片硬合金自磨钻头的初步研究

在钻探施工中,经常遇到中硬度但研磨性很高的地层,如5—7级砂岩、粉砂岩及砂页岩五层等等。在这类地层用普通合金钻头钻进,合金极易磨钝,回次进尺少,效率低,合金消耗量大,成本高。过去我们曾在某队进行薄片硬合金自磨钻头的试验研究工作,该队钻进的     

针状合金钻进试验

在毛主席无产阶级革命路线指引下，我队和石油钻探技术研究队自一九七二年以来，进行了针状合金钻头的钻进试验，现将在尚庄矿区的情况介绍如下：在六个钻孔钻进中共使用约600个针状合金钻头，钻进686回次，纯钻进时间总计2042时15分，总进尺1094.56米，平均岩石可钻性为7级，钻速0.54米/时，回次进尺1.60米。     

岩心钻探金刚石钻头的非正常磨损

我局近几年来逐步推广金刚石钻探，取得了较好效果，但由于设备、工艺不配套和技术操作等原因，直接影响了钻头寿命的提高，最近对一批钻头进行分析发现，非正常磨损的比重达69.4％，连同钻头售价不合理导致钻探成本人为增高，成为金刚石钻探发展的障碍。影响钻头寿命因素很多，从金刚石质量、钻头加工方法、地层的适应性到钻进工艺和技术操作都和钻头的综合经济指标紧密相连，钻头长寿命要经过设计、加工、管理和现场操作人员的共同努力。操作中的微小疏忽，将会导致钻头的非正常磨损或损坏，所以每一回次终了，要仔细观察钻头形态变化，正确判定磨损原因，及时采取措施。