可操纵的竖井钻进技术

用机械回转钻进法钻进盲竖井已有约100年历史。钻头由地面钻机驱动的钻管带动旋转,钻屑通过空气、泥浆或泡沫的正向或反向循环从孔中排出。至今,尽管钻头的规格、钻进深度和速度与初期相比有明显增     

对冲击回转钻进金刚石钻头适应性的探讨

目前，冲击回转钻进的钻头仍由回转钻进的孕镶金刚石钻头代替，取得了较好的效果。为了进一步发挥金刚石冲击回转钻进的优势，使金刚石钻头适应冲击回转钻进碎岩的特点，取得更好的技术经济效益。加强对钻头的研究试验，是十分必要的。我们在试验、推广金刚石冲击回转钻进中的体会和认识如下：     

大厂矿区ZK975孔复杂地层金刚石绳索取芯钻进的技术

针对大厂矿区ZK975孔复杂的地质条件,运用绳索取芯钻进方法施工时所采取的技术措施:采用多级口径和多种钻进方法相结合;采用超径钻头,增大钻具与孔壁间隙或下技术套管;采用低固相泥浆钻进;选择与地层相适应的金刚石钻头及钻进参数.     

国际油气井钻头进展概述(二)——FuseTek融合钻头与Pexus组合钻头

NOV公司2013年向市场推出Fuse Tek融合钻头。它将PDC钻头的高钻速与孕镶金刚石钻头的耐磨性结合于一体,适宜于钻进中硬—坚硬、高研磨性地层。Fuse Tek钻头已广泛应用于刚果、厄瓜多尔、中国、哥伦比亚等国家。应用表明,该新型组合钻头比PDC钻头或牙轮钻头钻进效率提高许多,工作寿命增加1~3倍或更多。Shear Bits公司于2014年推出Pexus组合钻头。该钻头广泛应用于加拿大冰川冰碛物钻进。地层上部硬卵砾石层利用可转动硬质合金齿钻进,下部软砂岩与页岩则运用PDC碎岩。整个冰碛物地层用一个Pexus钻头一钻到底。所述3类组合式钻头(含Kymera钻头)对于未来实现"一个钻头,一口井"的目标有重要意义。     

硬岩超高胎体偏心齿钻头的研制及应用

本文针对硬地层钻头寿命短、钻进效率低等问题,研制了一种新型超高胎体偏心齿钻头。该钻头通过条状或类条状设计提高了单齿工作压力;偏心布齿设计改善了钻进过程中钻头的切削齿受力状态,不但提高了钻头的强度,而且使得排浆更加通畅;扭面后支撑结构保证了钻头具有最高可至30 mm的超高胎体工作层。在钻头的制造工艺上,将无压烧结、热压烧结与二次镶焊3种工艺进行了有机结合,钻头金刚石热损伤小、钻头胎体强度高,保径优势明显,为深部硬地层高效长寿命钻进提供了技术支撑。     

高温硬岩空气潜孔锤钻头设计

干热岩试验性开发井钻井施工,在高温硬岩的地层条件下,如何实现高效钻进仍存在很多技术难点。空气潜孔锤钻进技术是解决硬岩地层钻进的有效方法之一,潜孔锤钻头是空气潜孔锤钻进的关键器具。根据青海共和干热岩GH-01井空气潜孔锤钻进技术应用情况,分析探讨了空气潜孔锤钻头断齿、掉齿、磨损严重、使用寿命短等问题,从钻头结构设计、钻头材料选取、钻头冷压固齿工艺等几个方面对空气潜孔锤钻头进行了优化。固齿优化过程中采用有限元分析方法,对钻头冷压固齿过盈量进行仿真分析计算,根据分析计算结果确定最优固齿过盈量。通过对潜孔锤钻头结构、材料、加工等优化,为适用于高温硬岩的空气潜孔锤钻头研制提供了借鉴。为提高空气潜孔锤钻进综合效率,为干热岩钻探开发提供了技术支持和技术储备。     

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。     

热压铁基孕镶金刚石钻头的试验研究

针对在坚硬致密岩石中钻进时效低和钻头使用寿命短的技术难题,分析了热压钻头的金刚石出刃与岩石研磨性等岩性之间的内在联系,认为钻头的胎体成分及其性能是关键,硬而带脆性的胎体性能有利于金刚石出刃,从而能提高钻进速度。因此,从热压金刚石钻头的胎体成分与性能研究入手,经过反复的试验研究,试制出了热压铁基孕镶金刚石钻头,取得了突破性的进展。在坚硬致密岩层中钻进,钻进时效由0.5 m左右提高到1.17 m,钻头寿命由10 m左右提高到21.31 m,解决了在坚硬致密岩层中钻进难的问题。试验研究结果说明,铁基合金是一种新型的金刚石钻头胎体材料,热压铁基孕镶人造金刚石钻头是一种新类型的金刚石钻头。     

套管取芯技术获国家发明专利

<正>由中国地质调查局探矿工艺研究所承担的"套管钻进技术在西部地区找矿中的应用示范"项目研究的一种套管取芯钻具和套管钻进技术方法,获得国家发明专利,专利号:ZL201310650334.9。该发明采用套管代替钻杆传递钻进载荷并作为输送泥浆的通道,采用套管取芯钻具进行不提钻换钻头取芯钻进,实现了随钻下套管护壁。钻具采用张敛式扩孔翼和具备自净能力的机构,在复杂工况条件下实现了稳定不提钻换钻头取芯钻进的功能。当钻至预定复杂地层后,打捞取芯钻具,将     

泵吸反循环钻进翼状钻头的特性分析

在钻孔罐注桩施工中,采用泵吸反循环钻进工艺,使用的钻头常见的有翼状钻头、笼式钻头、牙轮钻头和滚刀钻头等。翼状钻头和笼式钻头用于钻进各类砂土层,牙轮钻头和滚刀钻头主要钻进基岩。与笼式钻头相比,翼状钻头在砂土层中钻进具有更好的犁切     

露天矿用牙轮钻头钻孔的若干问题

一、牙轮钻进技术牙轮钻进技术于1949年首次用于软岩(煤矿)钻孔。后来,采用压缩空气排渣,使得钻孔效率和钻头寿命都得到提高。早期,在油田的勘探和开采中,钻进时用水来冲洗岩渣。因为存在着冰冻和耗水量大的困难,使得这种方法在采矿中的应用推迟了。从1949年起,用于硬岩钻孔的专用牙轮钻头得到了发展。牙轮钻机的动力通过钻杆传到钻头,或者通过一个涡轮直接传到炮孔内的钻头的上部,后一种情况很     

扩大PDC钻头适应岩层范围的技术措施

现有PDC钻头在中硬岩层中具有较好的钻进性能 ,但钻进软岩时存在钻头糊钻、效率低的问题 ,钻进较硬岩层时则存在钻头寿命短的问题 ,而大部分岩层属软、较硬岩石互层 ,因而制约了PDC钻头的大量推广应用。论述了扩大PDC钻头适应岩层范围的技术措施 ,并通过现场试验证明了技术措施的可行性。     

磨料射流联合机械齿提高硬岩钻进效率研究

针对煤矿中穿硬质岩层钻孔预抽瓦斯时钻进困难这一问题,在理论分析孔底“凸台”的形成是导致传统旋转钻头钻进困难主要原因基础上,提出了磨料射流联合机械齿钻进硬岩新方法,即利用磨料射流强大的冲蚀能力,预先消除“凸台”,形成先导孔,进而改变传统旋转钻头钻岩机理,达到提高硬岩钻进效率目的。利用断裂力学理论与能量守恒原理揭示了磨料射流联合机械齿提高硬岩钻进效率机理。设计发明了一种破碎硬岩钻头,总成了一套联合钻进硬岩实验系统,并完成了一系列新技术与现有技术的对比实验研究。结果表明,相同条件下,钻头钻进效率较现有技术条件提高63%,承受轴向力与扭矩分别下降约15%和20%,钻头磨损明显减轻。     

空气潜孔锤反循环钻头试验研究

介绍了空气潜孔锤反循环钻进技术,针对反循环钻具中的钻头做了系统研究。空气潜孔锤反循环钻进技术是集欠平衡钻进、冲击回转钻进、潜孔锤反循环钻进三种钻进技术于一身的先进的钻进工艺,在矿产开采方面已经成功应用。首次将引射原理应用到钻头结构设计上,根据引射角度不同设计出两种不同类型的反循环钻头,并运用FLUENT流体工程仿真软件对设计的钻头分别进行数值模拟,以获得最优反循环钻头结构。对加工出的引射装置进行试验研究,试验数据与仿真结果比较,二者基本吻合,验证了仿真技术的可靠性。最后确定了适合空气潜孔锤反循环钻井使用的最佳反循环钻头结构,为其进一步应用开拓了广泛的空间。     

三牙轮倒刺钻头工业试验结果

在坚硬和极坚硬的研磨性岩石中钻进爆破孔时,建议使用K及OK型倒刺牙轮钻头。1962年,对K型(6H－9K及63－K07－9K)钻头进行了不带压缩空气支架的工业试验,而对OK型(8H－214－OK)钻头进行了带压缩空气支架的试验。63－K07－9K型钻头是由库比雪夫钻头工厂制造的,8H－214－OK型钻头由全苏钻进技术研究所的试验工厂制造。     

楔形合金钻头

楔形合金钻头适合于钻进6—8级和部分9级岩石,经生产试验,效果颇佳。在8—9级伟晶岩中,由铁砂钻进时速0.87米提高到1.63米。在7级花岗岩中钻进,由铁砂钻进时速1.31米提高到合金钻进时速2.02米（与普通合金钻头相比较,提高效率2倍以上;与普通铁砂钻头相比较,提高效率1倍以上）。     

竖井钻机撬板式导向器的试验

一、概述导向器(亦称稳定器)在竖井钻机钻头上用于保持钻头在钻进过程中呈铅垂方向,防止过分偏斜,同时能减轻钻头的摆动(稳定钻头),改善钻进条件。故有提高钻井质量和效率、延长钻头使用寿命、保护钻进设备的作用。     

牙轮钻头的合理使用

穿孔过程中,影响钻进效率和钻头寿命的因素很多,但主要的有钻头类型、矿岩性质、穿孔参数、排碴的风水量和操作技术等。其中根据矿岩的可钻性合理地选用钻头类型和钻进参数,提高司机的操作技能则是用好钻头,提高钻速达到钻头应有的最高寿命,取得最好的技术经济效果的重要环节。     

塔东古城区块钻井提速配套技术及应用

塔东古城区块目的层埋藏深,岩性致密、可塑性强、韧性大,PDC和牙轮钻头可钻性差,机械钻速低,寿命短。通过钻头优选形成的钻头序列、直螺杆与PDC复合钻井提速技术与新型井下工具(扭力冲击器或液动旋冲工具)配合专用PDC钻头提速钻井技术的综合应用,能够大幅度提高机械钻速,缩短钻进周期。提速技术在古城7井、城探1井和东探1井等3口的综合应用,提速效果非常明显,3口井平均机械钻速3.71m/h,平均钻进周期184.8d,同比邻井古城4井和古城6井平均机械钻速提高95.26%,平均钻进周期缩短133.5d。钻井提速技术的综合应用为塔东古城区块深井钻井提速提供了技术保障。     

月面深部钻进钻头及钻进规程的优选研究

我国“嫦娥“工程第三期已经实现对月球的探测及取样。针对进一步月球深部的可行性探索,本文基于月面深部钻进钻头及钻进规程的优选问题,设计正交试验。分析钻头类型和钻进规程参数对钻进效率和功耗的影响。试验结果表明,PDC钻头以高达3.98 mm/s的钻速及中等的钻进功耗远优于其他类型的钻头。从试验因素的影响程度、取心效果和排屑能力的角度研究钻进规程引起的钻进效率和功耗的变化,结合理论模型得出转速、钻压和泵量与钻速和功率之间的关系。针对试验结果初步优选出最佳钻头类型和钻进规程组合,为后续钻进试验提供技术支撑。