煤矿井下复杂岩层跟管定向钻进技术研究

为了解决煤矿井下复杂岩层破碎定向钻进出现孔壁坍塌而成孔难题,创新发明出复杂岩层跟管定向钻进技术护住复杂破碎孔段.该技术先采用中心定向钻具外跟套管穿过复杂地层,然后提出中心定向钻具利用外部套管护住复杂岩层孔段,最后在外部套管内下入下一级定向钻具施工.本文通过开展跟管定向钻具设计、跟管定向钻进工艺研究,并将该技术应用于淮北某矿高位定向钻孔试验.试验中该技术成功护住了由2层煤线、1层泥岩组成的103.5 m复杂岩层孔段,最终定向钻进成孔孔深530 m.试验表明,本技术可有效护住复杂地层孔段,提高复杂岩层定向钻孔深度和保护抽采通道.     

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。     

大吨位预应力双锚头铺索施工技术

在深厚覆盖层、堆积体、破碎带的锚索成孔是地灾防治、边坡治理施工中难点.钻进成孔中卡钻、套管断裂等事故频繁发生,造成套管跟进深度无法达到设计基岩面,降低施工效率、增加施工成本.就潜孔锤偏心跟管钻进的成孔工艺作了系统总结,分析了偏心跟管钻进中碎岩能最,动力传递,冲洗介质的循环;偏心跟管钻具的工作过程,得出降低单位跟管进尺的冲击次数,会大大提高整个套管寿命期的跟管深度的结论.     

深厚覆盖层堆积体破碎带锚固成孔偏心跟管钻进工艺技术研究

在深厚覆盖层、堆积体、破碎带的锚索成孔是地灾防治、边坡治理施工中难点.钻进成孔中卡钻、套管断裂等事故频繁发生,造成套管跟进深度无法达到设计基岩面,降低施工效率、增加施工成本.就潜孔锤偏心跟管钻进的成孔工艺作了系统总结,分析了偏心跟管钻进中碎岩能最,动力传递,冲洗介质的循环;偏心跟管钻具的工作过程,得出降低单位跟管进尺的冲击次数,会大大提高整个套管寿命期的跟管深度的结论.     

气动潜孔锤双冲击跟管钻进技术

为了解决潜孔锤跟管钻进过程中经常发生的套管断裂问题以及增加套管跟管深度,采用了潜孔锤双冲击跟管钻进技术,设计了套管振击器,在钻进过程中对套管顶端施加外部作用力。通过计算套管振击器产生作用力的大小和分析套管跟管最大深度的影响因素,验证了振击器产生的冲击力能够使套管顺利跟进,解决了套管断裂及跟管深度过低的问题。     

套管取芯技术获国家发明专利

<正>由中国地质调查局探矿工艺研究所承担的"套管钻进技术在西部地区找矿中的应用示范"项目研究的一种套管取芯钻具和套管钻进技术方法,获得国家发明专利,专利号:ZL201310650334.9。该发明采用套管代替钻杆传递钻进载荷并作为输送泥浆的通道,采用套管取芯钻具进行不提钻换钻头取芯钻进,实现了随钻下套管护壁。钻具采用张敛式扩孔翼和具备自净能力的机构,在复杂工况条件下实现了稳定不提钻换钻头取芯钻进的功能。当钻至预定复杂地层后,打捞取芯钻具,将     

偏心跟管钻具钻进的仿真分析

针对偏心跟管钻具工作环境与受力作用复杂的情况,通过建立跟管钻具在地层中钻进的有限元模型,设定各种边界条件及载荷,运用有限元分析软件ANSYS 12.0对跟管钻具的钻进工况进行仿真模拟,分析钻具在钻进时与地层岩土体相互作用下的应力应变情况。根据模拟分析结果能够更清楚地了解钻具钻进时的应力状态,并对钻具的设计、优化起到指导性作用以及为钻具设计结构的合理性提供了理论依据。     

BH-114型套管钻进在福建马坑铁矿复杂地层中的试验应用研究

介绍了BH-114型套管钻进工艺在福建马坑铁矿ZK9501孔复杂地层中的试验应用情况。试验表明,采用φ114 mm套管代替绳索取心钻杆传递钻压和扭矩驱动孔内套管取心钻具回转钻进,用绳索取心打捞原理,在不提钻情况下进行绳索取心钻进,检查或更换孔底主、副钻头,实现不提钻头取心钻进到预定孔深,有效穿越复杂地层,减少起钻次数,避免因起钻次数多而导致孔内孔壁不稳定及其引发的孔内事故,降低劳动强度,改善施工环境和促进安全生产。     

复杂地层金刚石取心跟管钻进技术

介绍了一种冲击式取心跟管钻进技术.采用组合钻具进行跟管钻进,通过随钻跟入的套管保护孔壁,解决因钻孔垮塌导致钻探效率和岩心采取率低等技术难题.组合钻具由扩孔张敛式跟管钻具、液动冲击器和取心工具3部分组成,适用于长孔段复杂地层岩心钻探.     

浅析潜孔钻头的设计

<正>钻头的受力分析潜孔钻工作原理潜孔钻工作时,推进调压机构使钻具连续推进,并使钻头始终与孔底岩石接触。回转机构使钻具连续回转。同时,装在钻杆前端的冲击器在气压的作用下,其活塞不断冲击钻头,钻头获得冲击后获得能量,潜入孔底,产生使岩石受挤压的冲击力。钻具回转避免了钻头重复打击在相同的凿痕上,并产生了对孔底岩石起刮削作用的剪切力,在冲击器活塞冲击力和回转机构的剪切力作用下,岩石不断被压碎和剪碎。气压由气接头进入,经由中空钻杆直达孔底,把剪碎后的岩渣,     

可伸缩扩孔钻头在深厚砂卵砾石层跟管钻进中的应用

针对雅鲁藏布江冷达水电站深厚砂卵砾石层钻进遇到孤石致使跟管受阻问题,采用一种可伸缩两翼扩孔钻头,将套管下方的孤石扩出口径略大于套管外径的环状空隙,使套管继续跟进到达计划深度。该方法既可避免传统孔内爆破炸碎孤石方法的危险性和繁琐性,也可克服采用套管钻头旋转跟进套管由于扭矩大导致的套管磨损大、易断裂、成本高等问题。该工艺操作易掌握,不受深度限制,在跟管扩孔钻进中,甚至于处理孔内事故时均可采用,值得推广。     

一种同轴双向回转模式的钻具结构设计及振动模拟

钻进时的振动会引起钻具疲劳失效和损坏,为提高井下钻具的稳定性,本文设计了依靠行星齿轮系驱动内外钻头同轴双向回转的钻具结构。通过对其核心的齿轮、密封、轴承等部件进行的强度校核,证明该结构的设计强度能够满足正常的使用工况。同时基于数值模拟对该结构的振动效果进行了验证,将钻进时钻头与岩石的相互作用简化为简谐荷载,对双向回转钻具整体结构进行谐响应分析。结果显示,相比于普通单向回转钻进结构,同等条件下双向回转的钻具结构能够有效抑制扭转振动。     

套管取心钻进技术获国家发明专利

<正>不久前,中国地质调查局探矿工艺研究所承担的"套管钻进技术在西部地区找矿中的应用示范"项目研究的一种套管取心钻具和套管钻进技术方法,荣获国家发明专利(ZL 201310650334.9)。该发明采用套管代替钻杆传递钻进载荷并作为输送泥浆的通道,采用套管取心钻具进行不提钻换钻头取心钻进,实现随钻下套管护壁;钻具采用张敛式扩孔翼和具备自净能力的机构,在复杂工况条件下实现稳定的不提钻换钻头取心钻进功能;钻至预定复杂地层     

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。     

复杂地层跟管钻进套管强度的有限元分析

针对复杂地层的跟管钻进技术进行研究,分析了跟管钻具的受力情况,并对易损部件进行有限元分析,对实践过程中出现的问题进行改进以及对套管螺纹结构的优化设计,提出了改进方案。     

介绍一种新的绳冲钻具

一、概述 MTZ77S绳冲钻具业已由煤科院组织通过鉴定,简介如下: MTZ77S绳索取芯冲击回转钻进和绳索取芯钻进两大钻具相结合的产物,利用此种钻具钻进,兼备了二者的优点,即钻进效率高,回次进尺长,能防止岩心堵塞和糊钻现象,能有效地克服硬岩“打滑”现象,提高钻头寿命,降低钻探成本。 MTZ77S绳索取芯冲击回转钻具是在石家庄煤机厂生产的MS77(SQ70)绳索取芯钻具取芯器的基础上,加阀式正作用液动冲击器内外管总成组成的。该钻具为绳索取芯冲击回转钻     

地质勘探套管钻进技术研究

针对复杂地层钻探,基于绳索取心钻进原理,采用不提钻换钻头取心钻进方法,开展地质勘探套管钻进新方法研究,包括套管取心钻具、代替绳索取心钻杆使用的套管,护壁措施、套管钻进工艺等,野外生产试验取得了较好的技术经济效果,并根据存在问题提出了进一步完善的建议。     

GJ—91跟管钻进钻具及其试验效果

在岩心钻探工程中,对付复杂地层最有效的技术是实现跟套管钻进。传统的跟管钻进方法,由于技术落后,无法在胶结性差的地层实现跟套管,在岩心钻探中已很少采用。目前,国外在胶结性差的复杂地层用的跟管钻进方法已有几个国家在实用方面取得了一定成效,如全苏勘探技术研究所的PPB扩孔钻具和美国阿克尔公司的管下钻具等,已相继投入应用。在国内虽然也作了一些研究,但至今尚未见到能用于岩心钻探的跟管钻进钻具问世。我所近期研制了一种GJ—91扩孔张敛式跟管钻进钻具,简称GJ—91钻具,结构类型属扩孔翼张敛式,     

复杂破碎地层孔底驱动快速跟管钻进技术研究

跟管钻进技术因其可以保护孔壁,防止卡钻,防止漏失,提高套管作业效率等特点,被广泛应用于油气钻井领域,但由于煤矿井下地层条件的复杂性,以及井下空间和现有钻机设备限制,该技术在解决煤矿井下钻探复杂破碎地层下套管作业困难、作业效率低下等问题方面未有规模应用。针对这些问题,本文以河南赵固二矿为例,在分析复杂破碎地层下套管困难原因的基础上,提出孔底驱动跟管钻进技术,开发出了孔底传扭机构,并在赵固二矿进行了工业性试验,研究结果表明,孔底驱动跟管钻进技术解决了常规下套管工艺套管不转动、不排渣、易被卡死的问题,解决了复杂破碎地层套管作业效率低下和易形成废孔的问题,在穿越复杂破碎地层中应用具有较大优势。     

跟管钻进下套管技术在大洋钻探中的应用

大洋钻探通常采用无隔水管开路钻进,在松散破碎地层常因孔壁失稳导致孔内事故,最理想的护壁方式是下套管将不稳定地层封隔开。传统下套管方法程序复杂,作业时间长,易发生缩径、塌孔,套管不能顺利下入到预定位置,施工风险大、成本高。本文介绍了一种跟管钻进下套管技术,利用套管下扩孔器、井下动力钻具、套管送入工具等配套设备,实现钻进和下套管工序"合二为一",简化了施工程序,可显著节省施工时间,解决了深海无隔水管钻进复杂地层下套管作业困难、施工风险大、成本高等技术难题,为实现海洋深部钻探取心目标提供了技术支持。