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金刚石复合片扩孔钻头及其在科学深钻中的应用

介绍了科学深钻的特点,针对科钻需要小钻取心大钻扩眼成井的独特施工工艺,对用于科钻扩孔钻进的扩孔钻头进行了详细的结构探讨,并针对即将实施的科松二井的地层提出了一整套适合该孔地层的PDC金刚石复合片扩孔钻头设计方案。     

?215.9 mm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?215.9 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...     

震击型中空螺杆取心钻具钻进效率分析

针对深海硬岩取心钻进过程中钻进效率低、取心率低、扰动大、事故率高等问题,本文以深海硬岩为研究对象,通过有限元数值分析软件,探究深海硬岩在回转、冲击复合工况下的破碎机理。研究结果表明：旋转冲击的破岩方式可有效的提高深海硬岩钻进效率;钻进取心过程中可优选15~25 kN钻压,凸台高度可优选4~6 mm,此时钻进速度较快、获取岩心质量较高、能量利用率高;在震击部件强度允许的条件下,冲击频率越接近最优频率,钻进效率越高。     

扩张式随钻扩孔器扩孔机构流场分析与优化

随钻扩孔是大洋钻探跟管钻进工艺的关键技术环节,扩张式随钻扩孔器通过压差控制刀翼的张开和闭拢,扩孔率大,可有效实现套管跟管钻进。设计了悬臂式扩孔器,采用偏置式喷射孔布置对刀翼进行冲刷,运用计算流体力学理论,采用标准k-ε湍流模型,对喷射孔在不同角度和直径下的流场进行模拟分析。模拟结果表明:作用于扩孔刀翼切削齿的流体速度和动压力受喷射孔角度、直径和环空钻井液综合影响;随着喷射孔角度α从40°递增至90°,作用于切削齿的流体速度呈类余弦曲线变化;随着喷射孔直径d从4 mm增大到10 mm,作用于切削齿的流体速度和动压力呈抛物线型变化;综合考虑冲刷效果、加工性能和喷射流体与环空钻井液的相互作用,优选α=70°、d=8 mm。陆地试验和浅海试验证明,扩张式随钻扩孔器结构功能可行,扩孔尺寸满足套管正常跟管钻进需求,优选的喷射孔角度和直径可对刀翼形成良好冲刷,有效防止泥包产生。研究成果可为大洋钻探不同规格的随钻扩孔器设计提供参考依据。     

深海井口吸力锚安装分析与实践

第二轮海域天然气水合物试采在神狐海域首次应用了深海井口吸力锚技术,为浅软地层水平井开采水合物提供了稳定的井口支撑。通过理论计算及有限元分析对吸力锚沉贯过程中的自重沉贯深度以及需求负压进行研究,同时现场采用“步渐间歇式自重贯入、拖拽连续负压沉贯”施工工艺,保障了国产首个深海井口吸力锚成功安装。现场实践结果表明,理论计算结果与实际施工情况较为接近,理论分析可指导井口吸力锚安装;沉贯施工工艺快速、高效、安全,井口吸力锚安装的各项指标满足使用需求,对吸力锚技术在深海油气领域应用具有借鉴意义。     

深孔PDC扩孔钻头研究及计算机辅助设计

介绍了深孔PDC扩孔钻头设计方法,参考了全面钻进PDC钻头设计理论,进行了冠部轮廓设计及等切削布齿理论研究,借助CAD/CAM/CAE一体化三维软件Pro/ENGINEER完成PDC扩孔钻头三维建模,参数化设计提高了PDC布齿的准确性,PDC扩孔钻头可应用到各种扩孔施工,应用前景十分广阔。     

旋挖钻机配套集束式潜孔锤硬岩施工方法研究

针对旋挖钻机在大口径硬岩地层嵌岩桩施工困难的问题,采用旋挖钻机配套集束式潜孔锤的解决方案,设计了JSQ-Z正循环及JSQ-F反循环2种类型集束式潜孔锤,并提出了3种施工方法及钻具配套方案,使旋挖大口径硬岩施工更加快速、高效、经济。     

海上吸力筒导管架基础沉贯吸力计算分析

吸力筒基础作为一种高效、经济、环境友好的基础形式,在海洋工程特别是海上风电领域得到了广泛的应用,多以吸力筒导管架形式出现。如何实现吸力筒安全、高效沉贯,并满足吸力筒导管架安装技术指标是施工设计的关键。本文系统总结了吸力筒基础在粘土和砂土地层中沉贯阻力、需求吸力和容许吸力计算方法。结合具体施工案例开展沉贯分析,预测了吸力筒的自重贯入深度,掌握了合理的吸力设置方法及容许吸力主要限制因素,为海上吸力筒导管架基础施工提供技术参考。