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。     

西藏鸭湖地区天然气水合物调查井钻探施工技术

西藏羌塘盆地是公认的天然气水合物有利找矿区,钻探取心是鉴别天然气水合物最直接、最准确的手段。为满足天然气水合物钻探需求,制定了大直径取心、低温泥浆护心的技术方案。试制了跟管取心钻具和大直径绳索取心钻具;逐步完善低温泥浆配方;研制出新型高效泥浆冷却装置。在鸭湖地区天然气水合物调查井施工中,克服地层复杂、环境恶劣等难题,完成钻探取样施工,终孔深度700.70 m,岩心采取率满足地质要求。查明了地层岩性、冻土厚度、气源、岩石物性特征等,不仅为天然气水合物资源评价也为其他油气资源调查提供了地质资料、技术支撑和人才储备。     

FDS-P型绳索取心钻具研制及试验研究

针对复杂地层绳索取心钻进时易出现的内管总成打捞失败问题,开展了FDS-P型绳索取心钻具研制。基于内管总成打捞失败原因分析,完成了FDS-P型绳索取心钻具设计,通过室内试验,初步验证了钻具结构设计的合理性。为进一步验证钻具性能,在贵州页岩气井开展了野外生产试验,先后完成16个回次取心钻进,累计进尺39.03 m,岩心采取率达到98%以上,其中有6个回次发生堵心,内管打捞全部成功,内管到位及堵心均得到了及时提示。实际应用结果表明,FDS-P型绳索取心钻具结构设计合理,具有良好的到位及堵心报信提示作用,内管总成打捞可靠性得到显著提升,有效提高了易堵心地层钻进效率及岩心采取质量。     

孜拉山1888 m无垂深超长水平孔钻进关键技术

西藏昌都孜拉山隧道勘察水平孔设计深度1500 m,实际完钻深度1888.88 m。钻进过程中强风化破碎带地层孔壁易坍塌,硬岩地层超长水平孔钻孔轨迹控制难度大,绳索取心岩心管和打捞器推送困难,提下钻阻力大、回转扭矩大、钻具磨损严重,局部地层涌水、冲洗液漏失频发,严重影响成孔质量、施工效率和施工成本。分析了无垂深水平孔钻进过程中破碎地层孔壁失稳、钻孔轨迹偏移、钻进扭矩大、钻具磨损严重等问题产生的原因,给出了实钻过程中的解决方案和处理措施,顺利完成钻孔施工任务,积累了无垂深水平孔绳索取心钻进复杂问题处理措施和经验。     

JS75S—A型绳索取心钻具和JS75D打捞器简介

对现有各类型绳索取心钻具的功能、结构逐项进行深入分析和比较的基础上，我厂设计了JS75S-A、JS75D新型的绳索取心双管钻具和打捞器。该钻具经过4千米的生产试验（在煤系地层中钻进近2千米），取得了令人满意的效果。尤其是在提高钻具的打捞成功率、岩心采取率、提高到位报信和岩心堵塞报信机构工作的可靠性方面效果显著，受到了钻探工人的好评。JS75-A型钻具和JS75D打捞器的主要部位结构特点分述如下：     

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     

全地层自适应绳索取心钻具割心机构优化

我国资源勘探逐渐向深层勘探发展,由于我国地域辽阔,遇到的地层具有相当的复杂性和多样性,给深部资源勘查工作带来较大困难。绳索取心因其“四高、三低、两好”的优点成为目前深部资源勘查工作常用的取心方法之一,但依然存在复杂地层岩心采取率低、内管打捞失败等缺点。为了提高绳索取心钻具在复杂地层的岩心采取率,对S75型钻具的割心机构进行了结构性优化,针对基础设计采用ABAQUS进行动态模拟仿真。结果表明,改进后的钻具尺寸合理,结构紧凑,可以实现采用一套钻具完成复杂地层的取心工作,具有全地层自适应能力,不需在钻遇松散软、硬脆碎地层时更换钻具,有效提高内管打捞成功率。     

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。     

国内外绳索取心钻具研发应用概况及特深孔钻进问题分析

随着钻孔深度的不断增加,对绳索取心钻具的使用性能提出了更高要求。在分析了国内外绳索取心钻具研发现状、结构设计特点及特深孔应用情况的基础上,整理了特深孔钻进绳索取心钻具使用存在的技术问题,定位机构打捞可靠性、到位报信提示可靠性、堵心报信机构工作稳定性、单动机构使用寿命均有待提高,并相应地分析了原因,为5000 m特深孔绳索取心钻具优化设计打好基础。     

渤海I27H井406.4mm大尺寸井眼对扣打捞技术

钻具落井是石油行业典型的井下事故,一般需要耗费较多的时间和人力、物力来处理,直接影响着油井的命运。通过细致的钻具探伤、检查,保证入井钻具状态良好是预防事故发生的主要手段。但是由于一些客观因素的影响,钻具落井事故仍时有发生。渤海油田某井表层406.4 mm井眼钻井过程中发生的底部钻具脱扣落井便是此类事故的典型。在对该井基本情况和事故发生的经过做了简单介绍的基础上,对中浅层大尺寸井眼钻具落井的打捞难点做了说明,给出了可行的打捞方案,最终成功打捞出了落井钻具。     

深孔复杂地层绳索取心钻具优化设计思路

采用绳索取心钻进技术在深孔复杂地层钻进时,易出现内管钻具打捞失败、岩心卡断失效及岩心易冲蚀等问题。本文从实际问题出发,结合国内外绳索取心钻具的发展现状,给出了钻具结构的优化设计思路,包括岩心管涂层减阻及振动解堵、弹卡机构防顶死设计、增加卡簧与岩心之间摩擦力、增大钻具内部过流面积、改变钻头处冲洗液流向等,以进一步提高绳索取心钻具在深孔中的钻进效率。     

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。     

超深涌水水平孔绳索取心钻具投送和打捞技术

为了精准查明拟建隧道沿线地质情况,通常采用水平孔绳索取心钻探技术。在超深涌水水平孔绳索取心钻进中,投放、打捞内管总成钻具和打捞器是施工中的难题。因此从研制专用水平钻机、选择大功率泥浆泵、封隔分流涌水、设计绳索取心钻具送绳器、定制专用内平绳索取心钻杆等几方面开展研究。全面分析了泥浆泵压力、钻杆内径大小、钻孔深度、钻杆的密封性、钻孔涌水量、涌水压力、孔壁间隙等因素对投送内管总成钻具和打捞器速度的影响,实现了高效、低成本、绿色钻探技术集成。经过精心组织,成功完成了千米级的大涌水水平孔绳索取心钻探施工,精准查明了隧道洞身段工程地质条件,取得了满意的技术效果,为隧道设计和施工提供了安全保障,也为超深涌水水平孔钻探提供了经验。     

天然气水合物保真取样钻具的试验研究及施工方案研究

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.     

HDS-130砂金矿钻探绳索取样器及应用效果

我们把岩心钻探中的绳索取心技术移植到砂金矿钻探的技术领域，研制成功了HDS-130新型砂钻绳索取样钻具。该钻具采用外管进尺和内管总成取样同步进行的先进工艺，容纳满砂矿样的内管由打捞器和钢丝绳通过绞车提升出地面。它和多种砂矿钻机可配套使用。钻进试验表明，这种取样器能为砂金矿钻探取出高质量的原生矿样或岩样，钻进的速度高，并大大减轻工人的体力劳动，具有良好的经济、社会效益，使用它可获得好的地质效果。     

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...     

国内常规海洋地质钻探取心技术进展

为实现在海洋地质钻探中高效、便捷地采获海底各类地层样品,设计研发了绳索取心泥浆静压活塞取心钻具、海洋砂质地层绳索取心钻具和液动冲击绳索取心钻具,并在南海进行了钻探试验和作业。结果表明,泥浆静压活塞取心钻具能有效减少样品扰动,原始结构较为完整,海洋砂质地层绳索取心钻具和液动冲击绳索取心钻具在粉砂层、砂层中的岩心采取率高于规范要求,能够满足作业需求。     

S75-SF中深孔绳索取心钻具结构及应用

随着中深孔地质岩心钻探工作量的大幅增长,不仅对绳索取心钻柱提出了严格要求,对绳索取心钻具的功能和可靠性要求也越来越高。S75-SF绳索取心钻具采用了双弹卡结构,增强了悬挂机构的安全性,提高了内管总成的投放和打捞速度,减轻了孔内冲洗液压力波动,在正常钻进时可降低泥浆泵压力损失,有利于复杂地层孔壁稳定。内管总成机构与内岩心管采用插接的连接方式,拆卸方便,便于钻探施工人员采取岩心。该钻具在施工中效果良好,减轻了工人的劳动强度,提高了施工效率,可满足中深孔绳索取心钻探施工要求。     

KS46坑道钻绳索取心钻具

KS46坑道钻探绳索取心钻具除了具有S46绳索取心钻具的功能外,还能钻进水平孔、次水平孔和仰角孔,在特定状态下泵送打捞内管和打捞器,以及防涌及钢丝绳密封等技术。