天然气水合物非干扰绳索式保温保压取样钻具的研究

由于天然气水合物存在环境和性质的特殊性,使保温保压取样技术成为获得原位天然气水合物最有效的方法之一。保温保压取样钻具是获得天然气水合物真正物化特性的主要器具。通过多年对天然气水合物保温保压取样钻具的试验研究,设计了专门用于取海底沉积物和未成岩地层中水合物的非干扰绳索式保温保压取样钻具。介绍了钻具的结构、特点,及其配套的保温保压系统关键机构的功能、特点。对取心工艺和进行的海上功能性试验进行了详细说明,试验结果达到了设计要求。     

海域天然气水合物保温保压取样钻具研究与应用进展

保温保压取样,作为开展海域天然气水合物勘查工作的关键技术方法,是采获水合物原位样品的核心技术手段.本文对国内外海域天然气水合物保温保压取样钻具的相关资料进行了汇总梳理,并从工作原理、结构特点和试验应用等方面对国内保温保压取样钻具的研究与应用进展进行了分析与总结.通过采用不同的工作原理,国内保温保压取样钻具已能够在软-中...     

海洋保温保压取样钻具的研制

针对天然气水合物储层环境,依托中国地质调查局地质调查项目"水域地层原位钻探取样器具设计及工艺研究"研制了海洋保温保压取样钻具。在室内试验的基础上,依次在浅水及深水对研制的钻具进行了功能性海试,改进后在1392 m深海进行了保温保压取样钻具功能性试验获得成功,为我国今后在海域天然气水合物勘探取样奠定了坚实的基础。     

天然气水合物保压岩心分析及转移系统设计

随着天然气水合物保压取样技术的发展,保压岩心分析及转移技术成为未来天然气水合物资源勘探技术的重要技术手段。天然气水合物保压岩心分析及转移系统是天然气水合物勘探取样与实验室之间最重要的联系纽带,提供了从保压取样器中取出岩心、采集岩心的背景数据,以及将岩心切割并在保压条件下转移至运输单元和专门分析单元的方法。本文介绍了天然气水合物保压岩心分析及转移系统的设计思路及各单元的组成,系统被设计为一个可处理、分析、二次保压存储保压岩心的专用设备。     

天然气水合物钻探取样技术现状与实施研究

天然气水合物作为一种高效、清洁的新能源,已经引起世界广泛关注。由于天然气水合物的不稳定性,采用的钻探取芯装置必须具备保真功能。目前,国内的取样装置均是在调查船上进行作业的,仅限于30m之内的沉积物中取样,石油钻探用保压取芯工具均无法达到该要求。为了解决上述问题,根据国外资料调研,采用绳索保温保压取芯方案可减少样品在取回过程中的时间,使岩样尽量接近原始状态。简要介绍了国内外发展现状及实施研究的初步设想,目的是通过获取天然气水合物保真样品,加快对水合物的分析与勘探步伐,使该清洁能源早日服务于人类。     

天然气水合物的钻进过程控制和取样技术

分析了天然气水合物的稳定条件及对钻进过程的影响,讨论了天然气水合物的钻进泥浆控制策略和取样(心)技术,同时介绍了大洋钻探(0DP)使用的保压取样器PCS.     

天然气水合物岩心保压转移与测试系统研发现状分析

通过钻探取心获取原位天然气水合物储层岩心,并进行保压转移与测试,获取岩心物理、化学及力学性质等方面的参数,是开展海域天然气水合物勘查工作的关键技术方法之一。本文对国内外天然气水合物岩心保压转移系统的相关资料进行了汇总,从工作原理、结构特点和试验应用等方面进行了全面总结,系统梳理了天然气水合物保压转移与测试系统的研发现状,从兼容性、关键参数等多个方面对比了国内外典型岩心保压转移与测试系统,并针对国内天然气水合物保压转移系统的研发提出了建议。     

海域天然气水合物保压取心钻具的研制与试验

天然气水合物的勘探和开发需要从地层中获取保压岩心进行地层的物化性测试、储量评估以及开采工艺等方面的研究。然而,钻探过程中,伴随温度和压力的改变,天然气水合物很容易发生分解,这给水合物钻探取心工作带来了很大的困难。为了解决天然气水合物保压取心钻具的保压可靠性问题,开展了一种新型齿轮-齿条关闭球阀式水合物保压取心钻具的研制,采用绳索打捞的提拉力驱动球阀工作。详细介绍了该保压取心钻具的结构和工作原理;计算了球阀的工作密封比压及打捞内管所需的提拉力;介绍了该保压取心钻具的室内试验和海试情况。研究表明：该水合物保压取心钻具的取心工艺简单,球阀翻转和密封性能良好,取心成功率高,各项功能和性能指标均达到了设计的要求。     

深水深孔海洋天然气水合物保真取样钻具研制成功

不久前，由勘探技术研究所主持研制的深水深孔海洋天然气水合物保真取样钻具在天津市武清中信广场地热开发井中进行了保压钻进生产试验，并取得了圆满成功。深水深孔海洋天然气水合物保真取样钻具研制是国家高技术发展计划（863计划）海洋资源开发技术重大专项“十五”期间的研究课题。国家科技部委托“863”海洋资源开发技术主题专家组已对保真钻具野外生产试验进行了验收。专家认为，钻具原理可行，整体结构合理。试验基本达到了目的。     

天然气水合物孔底冷冻取样方法的室内试验研究

本研究提出的天然气水合物孔底冷冻取样方法是利用外部冷源在孔底降低水合物岩心温度,采用主动式降温的方法降低水合物的临界分解压力,达到被动式降压来抑制水合物分解,获得水合物岩心的方法.首先,通过分析天然气水合物温压特性得出了孔底冷冻取样方法的可行性;然后,借助室内冷冻模拟试验确定了干冰为冷冻剂,酒精作为助冷催化剂和载冷剂的冷冻方式;最后,依据冷冻模拟试验得出的干冰法冷冻方式研制了FCS型天然气水合物孔底冷冻取样器样机,并进行了土层钻进冷冻取样试验,取得冷冻黄土岩心.本研究提出天然气水合物孔底冷冻取样思想,为天然气水合物取样器的设计提供了新的思路.     

日本南海海槽天然气水合物取样调查与成功试采

日本在实施天然气水合物研发计划(MH21)的第一阶段(2001—2008)及之后,作为合作伙伴,参加了加拿大Mallik和美国阿拉斯加陆域永冻层的水合物试采工程项目,并在本国南海海槽分别于2000年和2004年实施了水合物探井施工和多井钻探取样调查。从MH21第二阶段(2009—2015)开始,日本加强了对南海海槽东部的钻探、取样调查,运用新研发的CDEX hybrid PCS系统采取保压岩心;运用PCCT压力岩心测试鉴定仪器,对含水合物沉积地层的岩样作精密测试分析;提出水合物开采环境效应评估(EIA)研究战略,运用综合方法认真实施EIA调查,以及对海域水合物生产环境监测系统,包括海底甲烷泄漏监测仪(MLMS)、海底变形测量仪(SDMS)等予以布署。2013年3月12—18日,日本在南海海槽东部深水水合物储层实施了第一次天然气水合物的试采。六日内累积生产气量约120000 m~3,平均日产气量20000 m~3。这是世界上第一次海域天然气水合物成功的试采工程,是国际天然气水合物开发史上的一座里程碑。但是,天然气水合物的商业化开采在国际上将是一个艰难、漫长的过程。     

海底天然气水合物取样器冷却技术研究现状

天然气水合物是一种潜力巨大的替代性能源,其可以稳定地存在于一定的低温高压条件之下。在天然气水合物钻探作业中,冷却保温技术是天然气水合物钻探的关键技术之一。低温可以抑制天然气水合物分解,这对获取水合物样品有着十分重要的作用。本文首先概述了海底天然气水合物取样器保温冷却技术研究现状,并对取样器冷却保温技术进行深入的调查研究和分析。然后对日本的PTCS取样器中的冷却保温技术和国内具有冷却保温功能的取样器进行了详细介绍,并对相关技术进行分析和总结,最后对海底天然气水合物取样器冷却保温技术的发展做了总结与展望。     

陆域天然气水合物取样关键因素探讨

温度和压力是保持天然气水合物不分解的2个重要参数。依据热物理力学理论和理想气体特性,通过计算机模拟0℃以上甲烷水合物和二氧化碳水合物在不同温度-压力条件下的分解,得到甲烷水合物分解P-T平衡相图,探讨了钻探获取陆域天然气水合物取样温压关系。     

适用于海底钻机的保压绳索取心钻具设计

以维持保压钻具内天然气水合物稳定性为研究目的,针对现有大口径保压钻具存在钻孔直径大、岩心样品直径小、钻具结构复杂、钻具质量重从而不适用于海底钻机使用工况要求的实际问题,对保压钻具的结构重新进行设计并进行了室内保压试验。结果表明:该小口径薄壁保压钻具的尺寸合理、结构紧凑,能够满足海底钻机使用工况要求;室内保压试验表明当压力维持在10 MPa以下的压力值时,6 h以内压力下降15%左右;而当压力维持在10~30 MPa之间的压力值时,6 h以内压力下降10%。该保压钻具在上述压力区间内使用满足设计和使用要求。     

井下长距离定点保压密闭煤层瓦斯含量测定取样技术

针对煤矿井下现有瓦斯含量测试技术存在的取样深度浅、精度低、瓦斯易逸散等不足,将定向钻进技术与密闭取心技术结合,开发了基于井下定向孔的煤样长距离定点保压密闭采心方法,即先利用定向钻孔长距离精确钻进至取样点,然后采用煤层密闭取样装置进行煤样保压密闭采取,主要包括取样定向孔设计、套管孔段和定向孔段施工、单点煤样采取和单孔多次取样等工艺步骤,选配了配套钻进与取样装备,并在焦作某矿进行了现场试验。结果表明,采用经改进的采样工艺方法和装备,成功完成5次煤样采取,煤样采取率100%,保压密闭成功率100%,最大取样深度达到491 m,是现有技术取样深度的6倍以上,实际取样点与设计位置偏差小于0.5%,显著提高了井下煤样采取精度,并减少了瓦斯逸散,确保煤层瓦斯参数测试的准确性,可为矿井工程设计与评估提供准确的参考依据。     

保压及多功能海洋地质勘查取样钻具研发海试初步成功

正不久前,中国地质调查局勘探技术研究所与青岛滨海勘察测绘有限公司合作,成功在唐山曹妃甸港附近海域进行了钻探取样试验。根据钻探船及钻机性能特点,项目组对取样钻具的规格尺寸进行了改动,共进行了14个回次的钻探取样。试验海域水深21.00m,钻探船四锚定位,通过绳索打捞方式依次将四种取样钻具下入海底孔内,钻进总深度为16.50m,获取岩心总长度为11.70m,总体岩心采取率为70.90%。保压取样钻具共下孔钻进了2个回次,取样试验均获成功。试验结果表明,试验中保压阀关闭良好,除     

煤矿井下密闭取样钻头设计与优化

为了解决现有密闭取样技术存在的钻井液污染严重、取样量少、取样成功率低等问题,对常规底喷式P DC取样钻头的水路结构与取样钻头取样部分进行优化设计.将斜水路结构与3种小钻头结合,通过仿真模拟得到取样钻进过程中的钻头流场与孔底受力情况,模拟结果表明优化设计可行.在河南正龙煤业有限公司城郊煤矿开展了密闭保压取样试验,共进行了...     

3型天然气水合物保压取心装置

介绍了 3型天然气水合物保压取心装置的结构、工作原理、主要技术参数及其在Site 5 33的使用情况     

钻井利器故事之“保真取样钻具”

天然气水合物作为一种高效清洁能源,广泛分布于海洋和冻土带中。经过近几年的勘探,在我国南海发现了储量非常丰富的天然气水合物资源,并成功进行了试开采,取得了可喜的成绩,也使我国在该领域处于国际领先地位。随着水合物勘探开发程度的进一步加快,作为水合物调查钻探取样的重要利器——保真取样钻具的保真效果已经被越来越多的研究者所关注。本文从科普的角度介绍了天然气水合物保真取样的必要性、国外发展历程及国内近年来的研究成果,以此达到相互交流、相互促进的目的,最终推动保真取样技术的国产化应用。     

天然气水合物保真取样钻具的试验研究

由于天然气水合物生存环境及特性特殊,所以了解其物化特性最有效的方法是通过钻探取样。天然气水合物钻探取样的关键是要有满足要求的钻探设备、钻探工具、钻探工艺及特殊的冲洗液。介绍了天然气水合物取样钻具的结构、原理、特点、钻进工艺及试验结果。根据海洋钻井的特点,提出了中国实施天然气水合物钻探经济实用的施工方案。