绳索取心钻杆的研究试验

一、绳索取心的特点绳索取心又叫不提钻取心。它的最大特点是取心时不需要提升孔内钻杆，而在钻杆内借助专用打捞工具（打捞器）把装满岩心的内管捞取上来获得岩心。绳索取心钻杆除了和普通钻杆一样，在钻进过程中传递和承受拉、压、扭等应力外，还具有如下特点：1．内外平。保证取心钻具在钻杆内顺利通过。2．壁薄。增大内管和钻杆的间隙，减小取心钻具在钻杆内的升降阻力，并且增大岩心直径，减小钻头壁厚。3．绳索取心钻头壁厚（10.5毫米），所需钻进压力较大，因此，应能承受和传递比普通小口径钻杆     

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。     

绳索取心双管钻具功能测试台

在制造绳索取心钻具时，为了保证产品质量，需对其各项功能进行出厂检测。其中有的功能是通过冲洗液压力变化来反映的，如内管总成到位报信和岩心堵塞报信。检测这两项功能时，需模拟在钻杆内开泵压送内管总成和钻进时内管中岩心堵塞，分别测量泵压变化数值，来检测报信的可靠性。模拟这两种情况，就需要专用的功能测试台。下面介绍一种绳索取心双管钻具到位报信和岩心堵塞报信功能测试台。     

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。     

蓄能式绳索取心液动潜孔锤的应用研究

蓄能式绳索取心液动潜孔锤钻具是在普通绳索取心钻具总成上端增加了发生和传递冲击载荷的结构,将冲击载荷通过绳索取心钻具外管传递至钻头。新疆达坂城黑沟-达拉地布拉克铀矿工区裂隙、构造蚀变带和构造破碎带发育,地层破碎,使用普通绳索取心钻具钻进,岩心极易堵塞、回次进尺短、频繁打捞内管、钻进效率极低。使用蓄能式绳索取心液动潜孔锤钻具钻进,增加了回次进尺,提高了钻进效率。论文依据施工现场使用情况,介绍了蓄能式绳索取心液动潜孔锤的结构和工作原理,统计、总结了应用情况,论述了绳索取心液动潜孔锤得出的应用结论。     

双管双动内钻头超前硬质合金钻具在复杂地层中的应用

金刚石绳索取心钻进技术的优点之一,是岩心采取率高、施工质量好。但是,在赤峰杜家地矿区钻探中,采用普通双管和绳索取心钻具,却常常取不上岩心来。为此,我们设计了φ75双管双动内钻头超前硬质合金钻具,通过生产实践,基本上解决了复杂地层的取心问题。钻具结构原理钻具结构原理如附图所示,它由双管接手、接手内设的反水泄压球阀、外岩心管及外钻头、内岩心管及内钻头等组成。其工作原理是,轴心压力通过双管接手传递到内、外管,再由内、外管传递到内、外钻头;回转也是通过双管接手传动内、外管及内、外钻头回转钻进。冲洗液通过双管接手之通水     

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。     

强造斜致绳索取心钻具折断分析

在定向钻探固体矿产领域,通常在造斜段使用螺杆钻具,大部分的工作量采用取心回转钻进。造斜段使用螺杆钻具,钻杆不回转,受力较简单;如遇强造斜转换绳索取心钻具稳斜钻进,下部钻具组合容易出现回转困难、下不到底的技术难题,甚至出现丝扣折断事故。为避免强造斜对绳索取心钻具的影响,本文通过建立强造斜段对绳索取心钻具的几何约束变形模型,量化分析强造斜段岩心外管长度与造斜强度、环空间隙之间的约束关系,提供了可快速预判下部钻具参数能否满足强造斜安全钻进的方法。该方法在山东某铁矿定向孔的强造斜致下部钻具折断的事故处理中,通过对绳索取心钻具安全计算模型校核和调整钻具参数,实现了绳索取心钻具通过造斜率0.62°/m的强造斜段安全钻进至靶点,证明对强造斜绳索取心工具安全钻进预测和事故处理计算具有指导意义。     

强造斜致绳索取心钻具折断分析

在定向钻探固体矿产领域,通常在造斜段使用螺杆钻具,大部分的工作量采用取心回转钻进。造斜段使用螺杆钻具,钻杆不回转,受力较简单;如遇强造斜转换绳索取心钻具稳斜钻进,下部钻具组合容易出现回转困难、下不到底的技术难题,甚至出现丝扣折断事故。为避免强造斜对绳索取心钻具的影响,本文通过建立强造斜段对绳索取心钻具的几何约束变形模型,量化分析强造斜段岩心外管长度与造斜强度、环空间隙之间的约束关系,提供了可快速预判下部钻具参数能否满足强造斜安全钻进的方法。该方法在山东某铁矿定向孔的强造斜致下部钻具折断的事故处理中,通过对绳索取心钻具安全计算模型校核和调整钻具参数,实现了绳索取心钻具通过造斜率0. 62°/m的强造斜段安全钻进至靶点,证明对强造斜绳索取心工具安全钻进预测和事故处理计算具有指导意义。     

复杂地层用绳索取心钻具的研制

常规绳索取心钻具在复杂地层钻进时,岩矿心采取率会降低的原因主要有2个：一是钻具防水性能差,遇到松散软的地层时,岩心没有进入岩心管时就被冲洗液冲蚀掉了;二是钻具防岩心脱落性能不好,遇到硬脆碎地层时,虽然岩心能够进入岩心管,但卡簧对破碎的岩心卡固不牢,很容易脱落。复杂地层用绳索取心钻具是以解决这两大问题而设计的,并使绳索取心钻进的优越性得到充分的发挥。     

浅谈绳索取心扭管机的性能

为适应当前推广绳索取心钻进技术的需要,应该加快绳索取心光钻杆机械扭管研究工作的进程,这对当前大量配用的立轴式钻机而言尤为重要。由于绳索取心钻杆的结构不同于普通钻杆,因此对扭管机的结构及性能参数提出了新的要求。笔者认为,扭卸绳索取心钻杆的扭管机,在结构、卡瓦形式及扭矩和转速等参数的选取上应有如下特点: 结构 1.便于控制绳索取心钻杆是高强度的合金薄壁管,钻杆和其接手外径基本相同,连接后能组成外表面光滑的圆柱。提升钻具时,尤其是当表面有泥浆和油脂涂盖时,钻杆柱接缝难于被观察,给现场准确操作带来了困难。扭管机卡瓦和夹持器卡瓦之     

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。     

S91绳索取心钻具及其附属工具设备的研制(下)

七、钻杆事故专用工具根据绳索取心钻进的工艺特点（外环间隙小），S91绳索取心钻具所配用的钻杆事故工具只有钻杆公锥一种。公锥的锥度与钻杆螺纹锥度相似，并且长度适当。不论钻杆的断口在何处均能有效地进行捞取。公锥上端车有S87G绳索取心钻杆母螺纹，以便与上部钻杆相联。     

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。     

高强度薄壁CQ复合式钻杆

美国长年公司在1950年发明岩心钻绳索取心钻具时，遇到的一个技术关键是既要保证最大的岩心直径，又要能钻进数千英尺钻孔的具有足够强度的薄壁绳索取心钻杆。经过反复改进，终于发明了锥形螺纹的Q钻杆。这种螺纹与普通平螺旋相比，具有较高的抗拉、抗扭强度和较长的疲劳寿命。从1960年起Q钻杆在世界岩心钻探中成为标准产品。     

Kcck—76型绳索取心钻进用聚合物冲洗液

使用绳索取心钻具钻进的特点是对冲洗液提出一定的要求，如在弱变质沉积岩层和泥质岩层中钻进尤其如此。由于钻具与孔壁之间的间隙小，对上升的固相粘性冲洗液流，如泥浆、氯化钙溶液等产生了补充的流体阻力。此外，由于溶液的分离作用，在钻杆的内表面形成坚实的泥皮，阻碍岩心容纳管的下降，也有可能成为绞车钢绳断裂的原因。     

用绳索取心钻进技术的体会

绳索取心技术是六十年代以来世界上岩心钻探应用较广泛和取得显著成效的新技术之一.为了适应这项新技术发展的需要,提高钻探技术经济指标,我队从1980年开始,配合公司科技处探矿研究室,进行了Y45型绳索取心钻具及相应的钻杆、接手和附属工具的生产试验工作.1983年又进行了YS-60型绳索取心钻进试验,在此基础上进行了推广应用. 一年多来,我们使用YS-60绳索取心钻具     

介绍日本利根公司的绳索取心钻具

本文介绍一九七九年从日本利根公司引进的V型绳索取心钻具结构及其特点。一、概 述V型绳索取心钻具用于垂直钻孔包括HQT和NQT（T表示利根）两种尺寸（见表1），绳索取心钻具由单动双管和打捞器两部分组成。1．单动双管：由内管总成和外管总成构成（图1）：内管总成包括打捞接头①、弹卡机构②、悬挂定位装置③、调节机构④、单动装置⑤、内管⑥、岩心卡取机构⑦、报信装置⑧、缓冲装置⒄等组成；内管总成上部结构见图1所示。     

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。     

英汉对照参考资料(4)

用绳索取心钻具的岩心钻探用绳索取心钻具进行岩心钻探往往会比用常规岩心钻具所获得的钻进效率更高、岩心采取率更高，钻头的费用也低得多。如果钻孔深度增加，或者地层变化得破碎或出现断层时，这种优点就更为突出。