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。     

国外深孔绳索取芯钻进技术进展

绳索取芯钻进在世界各国岩心钻探工作中已广泛使用。绳索取心钻具的结构也日臻完善，如岩心遇堵信号装置，内岩心管到位信号装置，多次使用内管安全打捞装置，铰链式轴销矛头等等。但是，绳索取心技术在深孔钻进实践中正面临着一些新的问题。现就国外有关这方面的技术进展简述于下。（一）随着绳索取心钻具在深孔钻进中的应用，如何减少升降内岩心管所花费的时间，就成了突出的问题。结何解决这一矛盾，一些钻探公司对绳索取心钻具的结构或其辅助设备的性能作了一些改进。     

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。     

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。     

YSJ3000型深孔绳索取心液压绞车的研制

本文阐述了研制新型3000m深孔绳索取心液压驱动绞车的必要性及设计要点,并通过各种检测手段实现对于岩心打捞各个环节的监控,目的在于提高岩心打捞的成功率,提高了金刚石绳索取心钻探工艺的综合效率。     

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：     

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。     

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。     

深部钻探绳索取心跨口径钻具的应用研究与拓展

在深部地质岩心钻探中,绳索取心是最常用的钻进工艺。由于绳索取心钻进环状间隙小,需要采取加大钻头的方式,解决泵压高、“激动”压力大造成孔壁失稳等问题。深孔施工在不下套管的情况下直接将钻头加大到上一级口径,可以解决环状间隙问题,还能多出一级备用口径。通过对绳索取心钻杆能力进行分析,研制了跨口径系列绳索取心钻具,并在实践应用中不断改进,为深部地质岩心钻探的钻孔结构设计和复杂地层钻进提供了保障,应用效果良好。为满足地热钻探的长孔段取心要求,提出了大口径绳索取心钻具的设计方案,进一步拓展了绳索取心工艺的使用范围。     

提高立轴岩心钻机绳索取心钻探效率的技术革新

介绍了通过对现有立轴钻机卡盘改进实现绳索取心钻进机上打捞内管总成、无让车加接钻杆的应用情况,提出了利用现有立轴岩心钻机提高绳索取心钻探效率、减少复杂地层钻进施工孔内坍塌事概率、降低劳动强度及提高时间利用率的创新观点.     

绳索取心钻进技术在水平钻孔中应用

针对深100 m水平钻孔钻孔易倾斜和卡钻事故多发等问题,在2个工程中试验应用了绳索取心钻进技术成孔,把打捞器中的柔性钢丝绳改为硬质铁管,解决了内管总成的打捞和投放问题。并采取了一些相关技术措施,取得了良好的钻进效果,2个深100 m水平孔均没有发生过孔内卡钻或其它事故,而且钻进效率高、岩心采取率高,达到了地质勘探的目的和要求。结合工程实践,介绍了在水平孔中采用绳索取心钻进技术的技术要求和工艺措施。     

汶川地震断裂带科学钻探项目深孔取心钻探设备的研制与应用

深孔取心钻探设备是为满足汶川地震断裂带科学钻探项目(WFSD)3000 m深部取心钻探需要而自主研制的我国首套科学钻探专用设备,包括KZ3000型全液压钻机以及深部钻探配套用高压泥浆泵和钻杆钻具等。该套设备集全液压、高速顶驱、大口径、深部取心于一身,具有综合能力强、工艺适应性广、操控智能程度高等特点,在WFSD-2孔深部取心钻探中,各项功能满足设计要求,应用情况良好。该套设备作为我国深部钻探装备的阶段性创新成果,在科学钻探、深部找矿和浅层油气钻采中,具有一定的推广价值。     

SYZX75型绳索取心液动锤在肃北德勒诺尔铁矿区的应用

介绍了SYZX75型绳索取心液动锤在甘肃省肃北县德勒诺尔铁矿区坚硬、破碎地层中的应用情况,总结了该钻具在斜孔施工中的经验。实践表明,使用SYZX75型绳索取心液动锤,大幅度提高了回次进尺和钻进效率;有效克服了破碎地层的岩心堵塞,提高了破碎地层岩心采取率;有助于斜孔施工中的孔斜度控制。     

沉积岩松软地层深孔绳索取心钻探技术实践

通过两年的施工实践,对松散地层深孔绳索取心钻探技术在技术装备配套、钻孔结构设计、机具与钻头选择、冲洗液使用等方面进行了新的尝试,取得了较高的经济技术成果。实践证明,松散地层深孔钻探采用绳索取心钻进技术是可行的,钻月效率提高1倍以上,而且钻孔质量好、工人劳动强度低。     

深孔绳索取心钻杆质量控制措施

在优化深孔绳索取心钻杆结构设计、选用优质钢材基础上,制定合理的加工工艺和检测规程,配齐相应的检测器具。通过严格的工艺控制,确保钻杆质量稳定,满足深孔绳索取心钻进需要。     

科学钻探取心钻进方法的改进和发展

介绍了绳索取心液动锤、不提钻换钻头、不提钻换钻头一冲击回转取心、不提钻换钻头一孔底马达、智能式绳索取心等几种适合于小直径科学深孔钻进的取心钻进系统的特点、优缺点、目前研制和使用状况，提出了今后研究工作的方向。     

牛D1井复杂构造带绳索取心钻探工艺技术研究

复杂构造带的绳索取心钻探易发生井漏、井塌以及取心困难等难题,处理不当甚至可导致井眼报废。结合牛D1井实例,介绍了绳索取心钻探工艺在复杂地层所遇的施工难点,并分析诱发井漏、井塌以及取心困难的原因,指出常规防塌堵漏技术不能满足复杂构造带钻探施工原因,提出优选钻井液、优化钻具组合以及改进堵漏工艺等现场可操作的具体改进措施。总结的施工经验可为今后复杂构造带绳索取心钻探施工提供宝贵经验。     

绳索取心钻进技术在松散盐岩地层中的应用探讨

地质岩心钻探中,岩心采取率一直是地质找矿、地学科研工作者重点关注的对象,也是岩心钻探重要的考核指标。传统的钻探取心方法在松散、软弱、含盐地层,特别是含易溶盐地层的取心质量不佳;绳索取心钻探在完整地层取心效果较为理想,同时可大大提高劳动生产率、降低劳动强度,而对于松散、软弱地层,其取心难度比起传统钻探有时更为复杂。通过柴达木盆地达布逊干盐湖科学钻探工程,对钻遇的地表层、松散地层如何采取技术方法提高岩心采取率进行了探索和研究。实践证明,通过改善冲洗液性能、改进取心卡簧特性及钻头出水方式3个方面技术措施,可大大提高绳索取心钻进在松散、软弱、弱固结、含盐地层的岩心采取率,由改进前的平均30%提高为平均96%。     

湖北磷矿复杂地层深孔钻探施工工艺

介绍了湖北兴山磷矿复杂地层深孔钻探施工工艺。针对复杂地层合理选择了钻头和钻进工艺参数;对破碎孔段采用优质泥浆钻进后,下套管稳定孔壁;对坍塌、掉块严重的孔段采用水泥浆封孔固壁;同时合理选择了绳索取心钻具,利用XY-5型钻机,完成了复杂地层1930 m深孔钻探任务。