孕镶金刚石齿轮钻头在蒙库铁矿地区的应用

新疆阿勒泰地区地层复杂,岩石坚硬、破碎、研磨性强。在该地区蒙库铁矿床硬岩地层岩芯钻探取样过程中,采用原有阶梯金刚石钻头和环齿金刚石钻头,会出现钻头内外保径差、水口冲蚀严重、胎体产生掉块和胎体裂缝等问题,严重影响钻探施工的实效。现将钻头更换为孕镶金刚石齿轮钻头并进行大量野外试验。试验结果表明:使用孕镶金刚石齿轮钻头,钻头内外径磨碎较为均匀,无拉槽现象,可以大幅减少更换钻头及反复拆卸钻杆的次数,岩石钻进时效提高1.01倍。钻头提供压力、扭力和沿钻头底唇面垂直的挤压力,可以显著增强钻具的导向性和稳定性。钻头的孕镶金刚石和方聚晶保径层,可以加强钻头的保径优势,将钻头使用寿命延长1倍。孕镶金刚石齿轮钻头适合在蒙库铁矿地区推广使用。     

阶梯状钻头钻进效果的研究

阶梯状钻头破碎岩石的效果在试验台上进行了研究。试验时记录了轴向载荷,钻头转数,机械钻速,钻头扭矩和破碎小颗粒胶结致密砂岩和石英砂岩所需要的功率。试验直径     

利用测井数据求取岩石力学参数与钻头选型

钻头的合理选型对提高钻进速度、降低钻井综合成本起着重要作用。利用岩石力学参数结合钻头厂家的使用说明进行钻头选型的方法是当今比较常用也比较合理的一种方法。但是岩石力学参数一般是通过岩芯实验的测定取得的,这项工作耗资大、过程复杂而且取得的数据点不连续。由于地层测井资料中蕴藏的地层特性信息含量十分丰富而且数据点连续,基于测井资料的这个特点,就可以建立地层岩石力学参数连续剖面,从而指导研究区块的钻头选型。     

薄壁钻头钻进技术

（一）瑞典于七十年代研制成功DIAMEC系列高速全液压金刚石钻机，并发展了薄壁钻头钻进技术。在中硬至坚硬岩层中采用TT型和T_2型薄壁钻头和双层岩芯管钻进取得了很好的效果。例如用TT46金刚石钻头所钻出的岩芯直径为35.6毫米，相当于DCDMA标准的BQ规格钻头钻出的岩芯（36.5毫米），而机械钻速却提高了，因为薄壁钻头的壁厚只有5.2毫米，而BQ钻头的壁厚为11.78毫米。也就是说，用TT46薄壁金刚石钻头钻进，有效切削面积比BQ钻头减少了62％，因而需要的给进力和扭     

为测定岩石应力的应力释放程序模拟

为测定岩石应力的应力释放程序模拟董磊，张文译１前言作为完全的三维岩石应力测定法，笔者通过套取岩芯（用空心钻头钻出环形间隙，以解除岩体中某一点的应力）法来考察释放应力的圆锥孔底应变。在此之前，确立了基础理论并在研讨调定技术问题的基础上，提出了原位置测定...     

岩芯饼化影响因素分析

以三山岛金矿地质勘探钻孔取芯为研究背景,通过统计调查,岩芯饼裂形态分为三种:饼面相对平整、饼面呈凹凸状以及岩芯裂而未断。基于该矿区岩性以及地应力环境,通过FLAC~(3D)数值模拟进行分析。以加载围压大小、岩芯直径为自变量,分析围压以及岩芯直径对岩芯饼裂的影响。以岩石弹性模量、内聚力以及内摩擦角为自变量,分析各种岩石力学参数对岩芯饼裂的影响,通过分析,发现不同岩石力学参数条件下的岩芯饼裂破坏形式分别为张拉破坏、剪切破坏以及拉剪复合破坏。不同破坏形式所形成的岩饼形态也不同:张拉破坏导致饼面相对平整,剪切破坏导致饼面呈凹凸状。通过数值模拟分析,揭示了岩芯饼裂条件以及岩饼三种形态形成机制,为研究岩芯饼裂以及根据岩芯饼裂反演地应力提供有益思路。     

基于岩石性质的钻进振动响应分析

岩石在钻头破岩工作时会产生振动,为了研究岩石特性对钻进过程中岩石振动的影响,提出一种基于振动的岩石特性识别方法。通过振动学理论和弹性力学知识建立岩石振动方程,利用数值模拟软件分析不同参数对岩石振动的影响。研究表明:冲击荷载下岩石产生振动,岩石特性对振动有紧密关系;岩石的密度、刚度和抗压强度对岩石的振动都有一定影响,其中岩石强度对振动的影响最为明显;岩石刚度越小,强度越小,在冲击荷载作用下,岩石振动越大。研究冲击钻进过程岩石的振动特性,对钻进参数设置以及岩性的识别有重要意义。     

气动冲旋钻头破岩过程仿真研究

运用有限元软件LS-DYNA对气动冲旋钻头一次冲击情况下的破岩过程进行了仿真研究,阐述了冲旋钻井过程中钻头与岩石互作用数值研究的相关问题,并对钻头破碎岩石的几个阶段进行了详细的描述.研究表明:钻头破碎岩石的过程分为四个阶段:①中心齿破碎岩石,形成破碎坑阶段.②第二排齿破碎岩石,形成破碎坑阶段.③边齿破碎岩石,形成破碎坑阶段.④整体破碎坑形成阶段.在冲击旋转作用下岩石破碎形态主要有三种:破碎坑、损伤区和无损伤区.钻头产生破碎坑区域越大,钻头破岩效率就越高;损伤区能不同程度地降低了岩石的强度,有利于旋转刮削破岩和下一次冲击破岩,文中所示钻头破碎岩石形成的破碎坑脊部过宽,不利于钻头刮削破碎岩石,原因是钻头部分牙齿之间距离过大.     

利用岩芯变形测定原始地应力

探讨了利用测量岩芯的直径变形来测定地应力的一种新方法--岩芯变形法，通过预备实验和实际测定确认了岩芯变形法的适用性.预备实验的测定结果表明，平面内的主应力方向和主应力差之值均与所施加的载荷相一致，水压致裂采取到的岩芯的测定结果也表明两种方法的结果相吻合.探讨了岩石的微观裂隙、超声波速度与岩芯变形之间的关系.岩芯变形法不需要对岩芯进行整形，并且在非破坏状态下测定，对各种岩石均适用，为原始地应力测定提供了一种新的方法和途径.     

钻头资料统计分析与钻头选型

钻头资料统计分析与钻头选型胜利石油管理局钻井工艺研究院王吉东，李祖奎，徐济银钻头资料是从钻井现场采集的宝贵资料，是钻井工程设计的基本依据之一。通过对钻头资料进行统计分析，结合地层岩石可钻性合理选择钻头类型，为钻井工程设计提供可靠的依据，从而更好地用好...     

深孔液动潜孔锤钻进技术研究与应用

液动潜孔锤钻探以冲击动载和回转切削相结合的方式进行岩石破碎,在中硬以上的弹塑性岩石和脆性岩石中可有效地提高钻探效率、延长钻头的使用寿命、提高回次进尺、提高岩芯采取率、减少钻孔弯曲、节约生产成本.但传统的液动潜孔锤适用的钻孔口径小、钻孔浅以及存在着诸多弊端,不能满足越来越深的钻探工作需要.新型高效系列液动锤以创新工作原理...     

鄂尔多斯盆地东南部三叠—侏罗纪裂缝研究

裂缝对于低渗透油气田的勘探开发具有重要意义,为了研究鄂尔多斯盆地这一典型的低渗储层的裂缝分布,选择了露头观察分析与岩芯裂缝研究2种方法对鄂尔多斯盆地东南部三叠、侏罗纪地层的裂缝进行研究。其中野外露头主要采用观察、测量、描述等方法,而岩芯裂缝研究主要通过岩芯观察描述、采样、古地磁定向实验及分析等手段研究裂缝的状态。通过2种研究方法,总结出鄂尔多斯盆地东南部三叠、侏罗纪地层的裂缝特征后,再结合前人的资料对研究区进行裂缝配套与区域应力场分析,得到研究区裂缝与区域构造的关系。该研究方法将古地磁定向技术应用到岩芯裂缝的研究中,为同类型裂缝的研究提供依据。     

绳索取芯液动锤在新疆和静县铁铜多金属矿复杂地层钻探中的应用

新疆和静县铁铜多金属矿区岩石破碎强烈,绳索回转钻进经常出现内管岩芯堵塞,打捞频繁现象,造成钻探效率低下。采用绳索液动锤冲击回转钻进,不但提高了钻探效率,而且钻孔质量好,钻头寿命长,取得了良好的经济与社会效益。     

浅析潜孔钻头的设计

<正>钻头的受力分析潜孔钻工作原理潜孔钻工作时,推进调压机构使钻具连续推进,并使钻头始终与孔底岩石接触。回转机构使钻具连续回转。同时,装在钻杆前端的冲击器在气压的作用下,其活塞不断冲击钻头,钻头获得冲击后获得能量,潜入孔底,产生使岩石受挤压的冲击力。钻具回转避免了钻头重复打击在相同的凿痕上,并产生了对孔底岩石起刮削作用的剪切力,在冲击器活塞冲击力和回转机构的剪切力作用下,岩石不断被压碎和剪碎。气压由气接头进入,经由中空钻杆直达孔底,把剪碎后的岩渣,     

微芯钻头在南堡3-82井的应用探索

冀东油田南堡3-82井是部署在南堡3号构造的一口重点风险探井,目的层为寒武系地层,该地层地质资料少,地层硬度高、可钻性差,常规取芯钻头机械钻速低、取芯工艺复杂,而常规PDC钻头虽然破岩效果高,但产生的岩屑不利于地质录井的要求,不利于探井对地质资料的要求,钻头优选较困难。前期邻井实钻数据表明,该井段单只钻头进尺少,机械钻速低。微芯钻头具有常规PDC钻头机械钻速高的特点,同时产生的微小岩芯又能满足地质取芯的要求,本井通过使用微芯钻头,初步达到了设计目标,为该区寒武系地层的提速开创了新思路。对微芯钻头的指标进行了对比分析,同时也对使用中出现的问题进行剖析,提出了对该类型钻头的改进意见和现场使用注意事项的建议。     

热-机碎岩孕镶金刚石钻头的设计及试验研究

为提高钻进效率,合理利用钻进过程中产生的热量,本文采用摩擦热能辅助机械能碎岩(简称:热-机碎岩)的方法,将氮化硅作为摩擦元件引入孕镶金刚石钻头中,以提高钻头工作层的钻进性能。本文通过对钻头水口、摩擦元件的尺寸计算,钻头胎体、结构的设计,制造了一种新型热-机碎岩孕镶金刚石钻头(简称:热-机碎岩钻头),并与常规六水口钻头和三水口钻头开展了室内钻进试验对比。结果表明,与六水口钻头和三水口钻头相比,热-机碎岩钻头加入摩擦元件后能够因摩擦生热而使岩石产生弱化作用,钻头钻速提高,在相同钻井液流量下最高可比六水口钻头的机械钻速高33.3%。热-机碎岩钻头胎体的磨损程度比三水口钻头小,热-机碎岩钻头可用于强研磨性地层的钻进。     

青海野马泉矿区岩石可钻性的分析和应用

青海野马泉整装勘查矿区在以往的钻探生产中施工难度大,钻头寿命短,提下钻频繁,导致施工周期长,成本高。由于矿区岩石的可钻性不明,钻头适用效果差。通过现场调研、采集岩样,进行室内试验测试（包括薄片分析,XRD测试等）,获得了石英含量、石英粒度、长石含量、长石粒度等数据,通过分析计算确定了矿区的岩石可钻性,据此设计选用了钻头。野外试验表明,钻头钻进效果好、性价比高。     

热-机碎岩孕镶金刚石钻头的设计及试验研究

为提高钻进效率,合理利用钻进过程中产生的热量,本文采用摩擦热能辅助机械能碎岩(简称:热-机碎岩)的方法,将氮化硅作为摩擦元件引入孕镶金刚石钻头中,以提高钻头工作层的钻进性能。本文通过对钻头水口、摩擦元件的尺寸计算,钻头胎体、结构的设计,制造了一种新型热-机碎岩孕镶金刚石钻头(简称:热-机碎岩钻头),并与常规六水口钻头和三水口钻头开展了室内钻进试验对比。结果表明,与六水口钻头和三水口钻头相比,热-机碎岩钻头加入摩擦元件后能够因摩擦生热而使岩石产生弱化作用,钻头钻速提高,在相同钻井液流量下最高可比六水口钻头的机械钻速高33.3%。热-机碎岩钻头胎体的磨损程度比三水口钻头小,热-机碎岩钻头可用于强研磨性地层的钻进。     

地质PDC取心钻头切削载荷有限元分析

通过建立钻头切削岩石的力学模型,对PDC取心钻头切削齿受力进行了分析,并对钻头切削齿切削岩石受力进行了有限元分析,得出PDC钻头在载荷下的应力应变分布,为地质PDC取心钻头的优化设计和合理使用提供了理论依据。     

冲击回转碎岩机理探讨

地下岩体中,天然地存在有许多微观裂纹与节理。在冲击回转的联合作用下,冲击使近钻头的岩石发生裂纹断裂、破碎,形成破碎小坑;使远离钻头的岩石中的微观裂纹扩展、连通、甚至断裂。在离钻头更远区域,使岩石产生新的微观裂纹。回转使冲击产生的破碎小坑沿圆周方向扩大,并使钻头上的金刚石颗粒换位。在回转冲击的联合作用下,岩石中的裂纹不断产生、扩展、断裂,从而达到高速碎岩的目的。