大陆科学深孔取心钻进技术述评

文章介绍了目前世界上大陆科学深钻项目中采用的典型的取心钻进技术及其应用效果,提出了评价科学深钻取心技术的准则,即施工安全性、取心效果、施工效率和施工成本。根据这些准则对目前世界上主要的科学深钻取心技术进行了评价并得出结论：孔底马达/液动锤/金刚石钻进/提钻取心方法是最好的深孔取心钻进方法。     

南极冰下基岩热水驱动快速取心钻具研究

南极大陆冰下基岩岩心对研究南极大陆地质构造及成因具有重要意义,目前尚没有任何一个国家在南极内陆成功钻取冰下基岩样品,研制可快速钻至冰岩界面并完成基岩采样的钻进设备迫在眉睫。针对极地冰下基岩取样技术难题,提出了一种可结合热水钻系统使用的采用热水驱动的冰下基岩取心钻具概念设计。该钻具系统采用常规热水钻完成南极大陆上覆冰层钻进,然后更换热水取心钻具穿过已有钻孔快速到达冰岩界面,完成冰下沉积物和基岩取心钻进,大大缩短基岩取心时间,提高钻进效率。结合中国自主研发的热水钻系统参数,对螺杆马达压力损失和输出扭矩进行理论计算,提出了螺杆马达选择依据。该技术有望在未来极地冰下基岩取心钻进中发挥重要作用。     

页岩气调查泉参1井大口径同径取心钻进工艺

页岩气调查参数井——泉参1井页岩气目的层具有硬度高、脆性大等特点,可钻性级值高,平均为6.15;取心钻进时存在机械钻速低、回次进尺少、岩心采取率较低等问题。本文在泉参1井工程实践基础上,总结大口径钻井同径取心钻进经验。采用转盘+螺杆复合钻进方式,钻进过程中合理调整钻进参数,有针对性地选择取心钻头、配套取心钻具,增加回次进尺长度,满足取样测试相关要求,提高取心钻进效率。     

松科一井（主井）取心钻进工艺

松科一井的科学目标之一,是通过厘米级样品的取样与分析,建立全球范围内可对比的、高分辩率的陆相白垩系综合地质剖面,将传统地质学百万年的时间分辨率提高到万年尺度。因此,岩心采取率指标对松科一井的地质研究具有极其重要的意义。根据主井不同地层,研发与选用硬质合金、PDC、孕镶金刚石3类12种结构形式的钻头和2种隔液保形单动双管取心钻具,采用转盘单回转与螺杆马达 转盘复合回转钻进工艺,在长井段复杂地层取心钻进1630.41 m,获原状砂样采集率82.07%、岩心采取率94.92%的技术指标。详细介绍了取心钻具结构与钻柱组合、取心作业的难点,及相应的工艺措施与技术效果。     

苏州马环连接线强风化安山玢岩地质勘察钻探技术

强风化岩体裂隙节理发育,风化程度不均,岩石强度软弱不均,为提高钻进效率,改常规的复合片钻头为孕镶金刚石钻头,使钻进时以研磨岩石方式改为切削岩石方式;为提高岩心采取率,保护取心钻具内强风化岩心及防止钻具内岩心段间相互研磨,改单管钻具为单动双管钻具,采用相对优质泥浆进行护壁,预防钻进及提下钻时的卡钻。     

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     

绳索取心钻进技术讲座

一、绳索取心钻具1．绳索取心钻进对钻具的技术要求：绳索取心钻进必须具有既能取心又能在钻杆内升降内管，所以绳索取心钻具和普通金刚石小口径钻具不同，它除了能够实现单动和卡取容纳岩心外，还必须完成下列主要动作。（1）内岩心管能从钻杆内下到外岩心管中的预定位置并悬空单动，防止钻讲过程中内岩心管向上串     

YZ-400型多功能液压钻机的研制

YZ - 4 0 0型多功能液压钻机是以 2 0 0～ 5 0 0mm大口径薄壁金刚石钻头钻取钢筋混凝土为主的液压动力头钻机 ,同时兼顾 91和 110mm金刚石岩心钻进。介绍了该机的技术参数、设计原则和结构特点。     

“羊D1”油气勘探井井控装置的连接设计

在地质勘探钻井中一般不需要进行井口压力控制。辽西金羊盆地"羊D1"钻井采用地质勘探井的钻井工艺方法进行油气勘探,需要预备有井口压力控制措施。地质钻井设备和井控装置如何耦合是本文讨论的重点。以该井为例,介绍了用全液压岩心钻机全孔金刚石绳索取心钻进工艺施工油气勘探井的施工工艺。钻进中综合考虑了YDX-6型全液压岩心钻机平台的下方空间尺寸、井身结构设计以及本钻井的井口压力控制等要求,选择和设计了一套满足小口径取心钻探施工要求的井控装置。     

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     

绳索取心钻进技术讲座

岩心钻探目的是为了获得地质资料——岩矿心，提钻取心是惯用方法，随着金刚石岩心钻探事业的迅速发展，升降钻具成为最花费时间的一项辅助工序。根据钻孔深度和钻进方法的不同，岩心钻探过程中，一般纯钻时间和升降钻具时间各占30～40％左右，尤其是钻孔越深，升降钻具所花费的时间越多；同时，它又是机械化程度差，劳动强度大的辅助工序，所以，减少辅助工序时间，增加纯钻时间，提高钻进效率，最有效的途径是减少升降钻具时间。为此采用了不提钻取心钻进法，它又分为绳索取心和反循环连续取心。所谓绳索取心钻进，就是在钻进过程中，当岩     

沅麻盆地页岩气地质调查湘桃地1井钻井技术及井下复杂处理

为评价雪峰古陆周缘页岩含气性,2019年在沅麻盆地施工了页岩气地质调查井湘桃地1井,完钻井深1850.88 m,全井取心,平均岩心采取率97.24%。施工中应用XY-8型钻机,采用三开井身结构,配合录井及测井技术,并优选钻具组合、钻头、钻进参数、钻井液性能。因牛蹄塘组碳质泥岩失稳掉块及钻探工艺调整不及时发生了卡钻、埋钻、钻具折断等井下复杂,采取螺杆马达侧钻绕障予以解决,侧钻后同径继续钻进806.87 m至完钻。该井的顺利完钻和井下复杂处理方法为同类地区地质调查井施工提供了可借鉴的经验。     

乌兰哈达变质岩地层地热勘探井钻头选择与取心工艺

内蒙古自治区察右后旗乌兰哈达苏木地热勘探井井深2006.87 m。采用石油30型钻机施工,钻遇地层大部分为变质岩,达1500 m以上,对牙轮钻头损坏严重,同时施工要求进行18次岩心采取。经过对钻头的试用、选择,最后选用HJ637G型牙轮钻头,钻进时效可达0.8~1.2 m,使用寿命可达到80~100 h。取心段采用川7-4型双管单动取心筒配合金刚石钻头,岩心采取率可达70%~95%。     

宁晋—辛集勘探区2-1盐井的施工

随着岩心钻探深度的不断加大,使得起下钻等辅助时间增多,提高单回次钻进效率势在必行。在钻井设备没有大范围更新的前提下,针对宁晋—辛集地区盐岩取心钻探的难点,开展了井身结构优化、不取心井段快速钻进、盐水钻井液体系及盐岩层安全取心等配套技术研究,并在现场实践中得到了成功应用,为该区进行盐岩井钻探施工提供借鉴。     

煤与瓦斯共采三维大尺度物理模拟实验系统的研制与应用

为了进一步优化煤岩取心工艺,建立了取心钻头钻进动力学模型,进行了钻进过程影响因素数值模拟及实施随钻取心装备核心部件研发,得出钻速、钻压及切削角度对钻进过程具有较大的影响作用。组装了完整的随钻取心成套装备,借助于井上模拟取心实验获取了ø10~50 mm的完整柱状煤岩试样岩心,开展了井下随钻取心现场实验以进行性能测试,并布置6组测点实施瓦斯含量的测定,结果显示：取心时长缩短至了少1/3, 测点的瓦斯含量误差在5%以内,验证了该成套装备性能可靠。

     

两用接头在膨润土钻进中的应用

膨润土的可钻性不过1～2级，钻进中虽然钻速较高，但因其松软且遇水膨胀（岩心伸长率达130～150％），用常规方法很难取心。为保证采取率，在勘探初期，我们曾采用无泵钻进取心，但这种方法回次长度和效率都很低。为了提高效率，我们也曾使用过开泵钻进干钻取心。但干钻的时间不好掌握，过长常出现烧钻、糊钻事故；过短则又出现卡心不牢造成岩矿心脱落。为解决效率与取心的矛盾，我们经过多     

汶川地震断裂带科学钻探项目中取心钻进方法应用的演变

介绍了汶川地震断裂带科学钻探项目中深孔取心钻进方法应用的演变过程。从最初设计的螺杆马达-液动锤取心钻进方法变化到顶驱-绳索取心钻进方法,再变化到螺杆马达-液动锤-长半合管取心钻进方法。用于该项目的深孔取心钻进方法经历了一系列变化,促使这些变化发生的原因是地层条件以及取心技术的改进和发展。     

YZX98液动锤成功应用于汶川科钻

【本刊讯】地层破碎和岩心堵塞一直是汶川科钻施工中难以解决的技术难题。为了保证科学家更准确的判断、研究地震机理,要求破碎、松散地层的岩心保持良好原状性,2012年1月4日,钻井工程部于孔深2136m处开始使用勘探所研制的YZX98液动锤,采用螺杆马达、液动锤、转盘进行复合钻进,钻速较之前提高60%,且实现满管提钻。     

水力输岩过程中岩心的堵塞及预防

水力反循环连续取心钻进（或称水力反循环钻进）是当前国内外正在迅速发展的一项钻探新技术，其主要特点是钻进过程中所产生的岩心和破碎产物能够通过冲洗液的压力由钻杆的中心通道输送到地表，可以实现边钻进边取岩心的目的。由于此种方法不需要单独的取心作业，因此与任何提钻取心和绳索取心相比较，则具有辅助时间少、取心质量好、钻进效率高及工人劳动强度低的特点，具有明显的经济和社会效益。以采用水力反循环钻进比较普及的苏联为例，由于采用了水力输送岩心的方法，因而极大地减少了钻进过程中的起下钻次数，据统计，采用КГК-300钻机组每钻进100m平均提钻0.6次，而常规岩心钻进则需     

提高石山金矿岩矿心采取率的经验

石山金矿钻探施工存在一个突出的技术难题，就是取心困难，达不到地质要求。过去在该区使用大口径钻进，平均采取率不足61％；80年底，我队一机台在该区采用小口径金刚石钻进，施工的ZK1孔，孔深95.39米，90％工作量采取率低于规程要求，30余米无岩心，平均采取率31.9％，矿心采取率28％，地质不能利用。事故停待多，纯钻利用率仅14.1％，施工周期一个半月。1981年6月，我分队三号机在该区进行普查钻探。地质设计了四个85°斜孔，共700米工作量。要求岩心采取率不低于65％，不得有岩心为零的回次；矿