Blackstar EM-MWD在空气潜孔锤钻井中的应用

应用空气潜孔锤技术在中硬-硬岩层中钻进效率高,钻孔质量好,将Blackstar电磁波无线随钻测量系统与空气潜孔锤技术相结合,在救援钻孔施工中既能提高钻进速度,又能保证钻孔精度。介绍了电磁波无线随钻测量系统工作原理,通过施加减振措施的底部钻具组合,与潜孔锤配合使用进行空气钻井。从现场试验效果来看,减振措施得当,钻进速度快,测量速度和精度高。     

跟管钻进用潜孔锤扩孔钻头

除常规钻直孔用的钻具外，日本利根公司又研制了跟管钻进用气动潜孔锤扩孔钻头。·潜孔锤扩孔钻头（见下表）虽然用气动潜孔锤钻进硬岩层的效率最高，但由于强力冲击影响围岩，在覆盖层或裂隙性发育的不稳     

牙轮-潜孔锤分动组合钻具的应用

一种牙轮钻头、潜孔锤组合而成的新钻具,实现了一套钻杆柱带动2个钻头分别工作,即中空牙轮外钻头在外管作用下回转钻进,内钻头在潜孔锤冲击作用和花键套接头回转扭力作用下做冲击回转钻进,两钻头分动复合钻进实现了牙轮钻进和潜孔锤钻进的优势互补,大幅度提高了大口径钻井效率。     

贝克服务工具公司螺杆钻简介

贝克孔底钻进马达包括螺杆钻和涡轮钻。这里仅对螺杆钻作一介绍。贝克螺杆钻是由钻井泥浆或清水驱动的正排量液压马达。当液体泵入钻具时，钻头以一个与流量成正比的转速回转，并且不论负荷或产生的功率如何都保持相对稳定。贝克螺杆钻除了具有一般的优点之外（如：减少钻具和套管磨损；回转功率直接驱动钻头；受控倾斜孔钻进；快速定向钻进等等），它比其它孔底钻进马达具有三个重要的优点：     

直径73 mm弯外管螺杆钻具近水平定向钻进试验

为了确定弯外管螺杆钻具在煤矿井下近水平定向钻进的效果,在对()73 mm弯外管螺杆钻具的结构特征和现场试验的基本状况进行分析的基础上,通过对试验数据归纳研究,得出弯外管螺杆钻具近水平定向钻进轨迹为一条不规则的螺旋曲线、在煤层轨迹变化比顶板岩层快、钻孔降斜趋势比增斜趋势明显、反扭矩力导致工具面向角有左偏趋势、复合钻进钻孔轨迹下斜较快等定向效果,为煤矿井下定向钻进使用和选配螺杆钻具提供参考依据.     

三合一钻具研制成功

由中国地质科学院勘探技术研究所承担的中国大陆科学钻探工程中心科研项目——具有创新和多技术集成的三合一(液动锤 螺杆马达 绳索取心)钻具,其技术优势为:利用绳索快速打捞内管钻具,大幅度减少提下钻时间;利用螺杆马达井内回转,降低钻进扭矩,保护井壁安全;利用液动潜孔锤进行冲击载荷碎岩,提高钻速,减少岩心堵塞。该钻具于2004年5月17日-6月9日在中国大陆科学     

硬岩定向钻进螺杆钻具性能分析及应用

螺杆钻具是煤矿井下定向钻进的主要孔内动力钻具。针对在硬质岩层定向钻进中的工艺匹配和工艺参数优化问题,以某型螺杆钻具为例,分析了螺杆钻具的理论特性和测试工作特性。从硬岩钻进的特点出发,讨论了岩石荷载与钻速的关系,给出了螺杆钻具在硬岩中钻进的工艺参数设计方法。通过在淮南某矿的应用,阐明了工艺参数优化的过程,总结出了螺杆钻具在实际工作状态下给进力和压降的关系。     

三合一钻具硼制成功

由中国地质科学院勘探技术研究所承担的中国大陆科学钻探工程中心科研项目——具有创新和多技术集成的三合一(液动锤 螺杆马达 绳索取心)钻具，其技术优势为：利用绳索快速打捞内管钻具，大幅度减少提下钻时间；利用螺杆马达井内回转，降低钻进扭矩，保护井壁安全；利用液动潜孔锤进行冲击载荷碎岩，提高钻速，减少岩心堵     

矿用小直径等壁厚螺杆马达的研究与应用

针对煤矿井下直径73 mm规格定向钻具组合孔底回转切削动力小、岩层滑动定向钻进效率低的难题,对矿用小直径等壁厚螺杆马达进行了研究.综合分析等壁厚螺杆马达技术发展与煤矿井下近水平定向钻进工况特点,研制了矿用φ73 mm等壁厚螺杆马达,并与常规螺杆马达进行了性能对比测试,在煤矿井下底板岩层定向孔中进行了实钻应用.结果表明:...     

顶板高位定向钻孔无线随钻测量定向钻进技术及应用

针对顶板高位定向钻孔钻进速度慢、钻孔直径小、扩孔效率低、钻具损坏严重等问题,提出了采用泥浆脉冲随钻测量定向钻进技术施工顶板高位定向钻孔的技术方案,开发了泥浆脉冲无线传输技术、复合定向钻进技术、孔口动力二次回转扩孔技术等关键钻进技术,研制选配了定向钻机、矿用泥浆脉冲随钻测量系统、泥浆泵、四级螺杆马达、高强度高韧性钻杆、定向钻头等关键钻进装备,形成了成套技术与装备,在晋城寺河煤矿5304工作面进行了现场试验,完成顶板高位定向钻孔12个,最大孔深480 m,总进尺4 929 m,成孔率达到91.7%,机械钻速提高30%以上,显著提高顶板高位定向钻孔施工效果。     

螺杆钻具组合三维力学特性分析及应用

用螺杆钻具组合实施煤矿工程孔定向钻进时,钻头侧向力是其主要力学特性。建立了适用于上弯式螺杆钻具组合和下弯式螺杆钻具组合的三维小挠度静力学分析数学模型,并对影响上弯式螺杆钻具侧向力的主要参数(钻压、顶角、弯接头角度、装置角等)作了定量分析;对比分析了上弯式和下弯式螺杆钻具组合的造斜能力。分析所得的螺杆钻具组合主要力学特性结果,对煤矿工程孔定向钻进设计和施工具有一定的参考价值和指导意义。     

底抽巷全倾角钻孔钻机及钻进技术

为了提高底抽巷穿层孔施工效率,研制了ZDY3600LQ型履带钻机;针对硬岩地层,开发了液动潜孔锤配PDC钻头的新型高效钻进钻具组合和多动力冲击回转钻进技术。通过试验验证:新型钻机满足底抽巷工况条件下快速移动与稳固、开孔全倾角调节等高效施工要求,新型钻具和钻进技术使硬岩孔段钻进效率提高了39.3%～78.9%,达到了预期研究目标。     

煤矿井下复合定向钻井技术井斜控制特性分析

由于滑动定向钻井技术在煤炭定向钻井时存在钻进效率低、安全性差等问题,介绍了复合定向钻进技术,该技术采用定向钻机与螺杆钻具同时驱动钻头旋转,以实现高效钻进。由于钻机与螺杆同时转动,前人研究的螺杆控制井斜的力学特性结论不再完全符合现场施工结果。考虑了钻机转动时底部钻具组合受力特征,分析钻机转速、螺杆弯角、螺杆稳定器的安放位置以及上稳定器的安放位置对钻头侧向力的影响规律,从而指导复合定向钻井时现场施工作业,优化钻井参数,提高井眼轨迹控制的精度。     

液动冲击螺杆马达在煤矿瓦斯抽放中的应用

主要介绍了液动冲击螺杆马达与配套的ZYWL-6500DS定向钻机在鑫运煤矿的使用情况。通过瓦斯抽放孔施工,证实液动冲击螺杆马达在施工超硬岩石时比普通液动马达效率更高,平均单班进尺不低于30 m。解决了煤矿在硬岩(f>8)钻进中速度较慢的问题。施工结果表明,液动冲击螺杆马达比同类型的孔底马达在钻进速度和成孔率方面有着明显的优势。     

绳索取心钻探技术的新发展——三合一组合钻具

介绍了研制成功的绳索取心、液动潜孔锤、螺杆马达三合一组合钻具的技术参数、结构原理及其在中国大陆科学钻探工程试验钻孔和主孔的试验情况。     

液动潜孔锤用于干热岩钻进的优化与试验

我国目前能源结构对化石燃料依赖度过高,在全球能源转型的大环境下,作为一种新型清洁能源,干热岩具有储量巨大、资源丰富、分布广泛等优势。针对干热岩勘探开发中高温硬岩钻进的技术难点,对YZX178型液动潜孔锤进行了结构优化,并在某干热岩井中进行了试验应用。试验结果证实了YZX178型液动潜孔锤用于干热岩等坚硬地层进行冲击回转钻进的可行性和高效性,获得了与螺杆钻具接近的机械钻速,且具有节能环保、安全性高、维护方便、节约成本、高温适应性强等优势,但仍需进一步解决其工作寿命与牙轮钻头相匹配的问题。     

煤层顶板硬岩大直径定向钻孔施工关键技术

根据顶板高位定向钻孔快速钻进成孔与工作面卸压瓦斯高效抽采治理需要,针对现有螺杆马达定向钻进技术与分级扩孔方法存在的问题,开展了顶板硬岩定向钻进与大直径扩孔钻进关键技术研究,开发了冲击回转定向钻进技术、扭冲回转定向钻进技术、扭冲旋转扩孔技术以及双级双速扩孔技术等钻孔提速新技术,研制了冲击螺杆马达、矿用小直径扭力冲击器、双级双速螺杆马达、组合式扩孔钻头等配套钻具。综合试验结果表明,硬岩定向钻孔平均机械钻进效率达到8.34 m/h,最高达到13.6 m/h,较常规螺杆马达定向钻进技术提升20%~30%;硬岩大直径扩孔终孔直径达到200 mm,机械钻进效率平均达到5.6 m/h以上,最高达到10.5 m/h。该技术提升了顶板硬岩定向钻进效率与大直径扩孔钻进效率,缩短了顶板高位定向钻孔的综合施工周期,为大直径高位定向长钻孔快速成孔与高效抽采治理回采工作面卸压瓦斯提供了可靠的技术手段。     

旋冲螺杆钻具在临盘油田的试验应用

本文阐述了旋冲螺杆钻具的结构原理及主要性能参数,该工具可以将冲击破岩和PDC钻头剪切破岩相结合,集合冲击钻井和螺杆钻井的各自优势,改善钻头的工作状态,大幅度提高机械钻速;该工具降低钻具摩阻,应用于定向井可以提高定向钻井效率。该工具冲击力与钻压成正相关关系,冲击频率与马达转速成正比。?178 mm旋冲螺杆钻具分别在临盘油田直井和定向井进行了试验应用,复合钻进机械钻速与邻井相比提高了22.1%～41.8%,滑动钻进机械钻速同比提高了51.1%,对加快油田勘探开发速度、降低钻井成本有积极的意义。     

煤矿井下定向钻进螺杆钻具力学分析

单弯螺杆钻具是实现煤矿井下近水平定向钻进的重要工具之一。文章采用纵横弯曲法对煤矿井下单弯螺杆钻具进行受力和变形分析,阐述了变斜力和变方位力与钻压、第一跨梁长度、钻孔曲率、结构弯角及工具面向角等因素的关系。此外,通过对螺杆钻具的扭矩、轴向荷载和离心力的分析,有助于全面了解螺杆钻具的工作状况,对正确使用和维护钻具、保证定向钻进施工的顺利进行具有重要意义。     

煤矿井下双级双速扩孔技术研究与应用

针对顶板高位大直径定向钻孔分级扩孔综合效率低、钻具安全性差等问题,开发了双级双速扩孔方法,研制了双级双速扩孔钻具,包括直螺杆马达、一级钻头与二级钻头。运用等碎岩比功理论开展双级双速扩孔分级研究,确定了一级钻头与二级钻头切削分界面直径为157 mm,一级钻头外径为165～172 mm。分别从壳体、马达动力总成、万向轴总成、传动轴总成与连接模块等方面开展设计研究,研制了φ105 mm双级双速螺杆马达。采用参数化设计方法,配套研制了多种规格的一级钻头与二级钻头。现场试验结果表明,双级双速扩孔技术可将高位定向钻孔直径由120 mm一次增扩至200 mm,综合钻进效率得到提高,钻孔瓦斯抽采效果良好,为工作面采动卸压瓦斯高效抽采定向长钻孔快速成孔提供了新方法。