科学超深井钻探铝合金钻杆的腐蚀失效分析

针对铝合金钻杆在复杂的超深井钻井工程服役条件,分析了铝合金钻杆腐蚀行为的主要外在钻井工程因素,并进行了松辽盆地资源与环境深部钻探“松科二井”铝合金钻杆工程试样腐蚀程度的测试与分析。分析结果表明：钻杆结构、磨损与应力、钻井液介质、井内高温高压是其产生腐蚀的主要服役条件因素;铝杆体与钢接头连接处的腐蚀情况最为严重,铝杆体次之,加厚端部分耐蚀性最好;腐蚀产物的主要成分是Al2O3和Al(OH)3相。     

不同温度真空热处理对FeCrMoCBY非晶合金涂层组织结构与摩擦学性能的影响研究

深部地质钻探过程中,复杂的井下工况对钻具的钻探性能以及可靠性提出了苛刻的要求。钻具钢体表面涂覆具有耐磨耐蚀性的非晶涂层可以有效提高其服役寿命。其中Fe基非晶合金涂层因其优异的耐腐蚀抗磨损性能、较强的非晶形成能力等优势,具有重要的应用价值和较好的经济效益。本文通过大气等离子喷涂技术（Air Plasma Spray, APS）在35CrMo基体上制备得到成分为Fe₄₈Cr₁₅Mo₁₄C₁₅B₆Y₂ （at.%）的非晶合金涂层,并对其进行不同温度的真空热处理,探究了不同温度热处理对涂层基本性能和磨损失效机制的影响。结果表明：涂层经过真空热处理之后,生成的大量硬质相和成分均匀化使得涂层抗磨损性能提高;且随着热处理温度的提高,涂层磨损率逐渐减小。与未经热处理和750 ℃热处理的涂层相比,经过850 ℃热处理之后的涂层具有最佳的抗磨损性能,磨损率仅为未经热处理的Fe基非晶涂层的16.7%。热处理前后涂层的失效机制均为粘着磨损、磨粒磨损、疲劳磨损和氧化磨损。     

绳索取心钻杆折断事故的原因、预防与处理措施

针对地质钻探中时常发生的钻杆折断事故,本文从钻杆材质与加工、复杂地层条件、钻孔弯曲等方面分析了导致绳索取心钻杆折断的主要因素,并从钻杆材质优选、钻杆加工工艺和热处理工艺、螺纹结构优化和精细处理、钻孔结构与钻具级配优化、护壁堵漏技术、现场操作规程等方面总结了相应的预防措施,建议通过数值模拟优化钻具级配和钻进规程参数,加强钻杆腐蚀缺陷、裂纹等的探伤检测,以提高整个钻探体系的可靠性。     

青南乌丽冻土区天然气水合物钻进工艺及应用研究

在介绍了国内外冻土区天然气水合物勘探开发现状的基础上,针对我国青南冻土区水合物的勘探要求,设计了水合物勘探孔TK-2孔的钻孔结构,合理配置了钻探设备,采用了大直径绳索取心钻进工艺+泥浆制冷技术。同时,分析了冻土覆盖层融化扩孔和钻杆内壁结泥皮现象,并采取了相应的解决措施。野外试验结果表明,钻进台月效率达到702.07 m,全孔平均岩心采取率为93.5%,且在孔深229～234 m处岩心有冒泡助燃现象,验证了TK-2孔配套的钻进工艺是切实可行的。     

国标《地质岩心钻探钻具》中的钻杆、套管技术要求制修定和贯标情况刍议

对国家标准《地质岩心钻探钻具（GB/T 16950—2014）》中的钻杆、套管等相关技术规定和制修订依据进行了总结,对该标准实施后的企业采标（贯标）情况进行了调研分析,以期引起钻探同行持续关注,推动钻具标准宣贯工作。     

羌塘盆地天然气水合物钻探试验井工程井壁稳定性分析

基于三维快速拉格朗日有限差分法多孔介质流固耦合理论及弹塑性极限平衡理论,根据羌塘盆地天然气水合物钻探试验井工程QK-2井实钻资料,分析在渗流条件下井壁失稳机理,并对失稳段井壁稳定性进行了数值模拟分析,研究在不同钻井液密度下井径周围围岩应力分布和井眼坍塌或拉裂变形规律,为羌塘盆地天然气水合物钻探试验井工程确定地层不坍塌（不缩径）、不压漏的钻井液安全密度窗口,以便为钻井井身结构设计及合理钻井液密度的确定提供依据。     

近交对蛤仔(Ruditapes philippinarum) 橙色家系生长及存活的影响

以蛤仔橙色全同胞家系为材料,采用建立近交组和设置对照组的方法,进行了近交对橙色家系的生长和存活性状影响的研究。结果表明:在整个实验期间,橙色家系壳长生长都慢于对照组,除60日龄外,其它各日龄二者壳长差异显著(P<0.05);橙色家系存活率高于对照组,除360日龄外,其它各日龄二者存活率均差异显著(P<0.05)。橙色家系生长的近交衰退率范围为5.38%—26.57%,平均值为15.48%±6.44%,但存活性状在各日龄没有出现近交衰退。在330日龄时,对橙色家系的形态学性状进行正态分布检验,结果表明:近交使橙色家系内出现小型化个体。本研究为通过建立家系选育蛤仔橙色新品系的育种方法奠定了一定的理论基础。     

超音速火焰喷涂金属陶瓷复合涂层的耐磨性能研究

为改善深部钻具关键易损构件的耐磨性能,采用超音速火焰喷涂(HVOF)技术在35CrMo钢基体上制备了WC-10Co4Cr涂层,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度仪、维氏硬度计和摩擦磨损试验机测试分析了涂层的微观结构、力学性能和摩擦磨损行为。结果表明：利用HVOF技术制备的WC-10Co4Cr涂层具有致密的微观结构和优异的力学性能,其孔隙率为1.3±0.1%,显微硬度为1392±45 HV0.3,断裂韧性为7.11±0.10 MPa·m1/2;与35CrMo钢基体相比,涂层具有更加优异的耐磨损性能,并且随着滑动速度的增加,WC-10Co4Cr涂层的摩擦系数下降、磨损率增大;WC-10Co4Cr涂层的磨损失效机制主要包括磨粒磨损、粘着磨损和疲劳磨损。     

自动化智能化地质岩芯钻探技术装备研发与应用

为解决5000 m地质岩芯钻探基础准则与依据缺失问题，提高钻探装备的自动化、智能化水平，启动了5000 m智能地质钻探技术装备研发工作，通过钻机装备、钻探器具研制，钻探工艺技术研究并经试验示范验证，取得多项创新成果，形成了5000 m地质岩芯钻探技术体系。通过特深孔钻孔口径与管柱规格优化研究、钻杆规格设计、装备性能参数选配，形成了5000 m地质岩芯钻探技术规范体系；基于5000 m特深孔地质岩芯钻机、孔口自动化作业装置等关键设备研制，实现了绳索取芯钻进的孔口作业全流程自动化，形成了轻量化钻机孔口管柱柔顺控制技术；基于复杂地层孔内工况判别、钻进参数优化与轨迹优化控制等技术问题研究，形成了多源信息融合的地面与孔底一体化钻进过程智能控制技术；基于高性能薄壁绳索取芯钻杆和系列小口径高效钻具研制，形成了大深度绳索取芯系列钻杆钻具技术；研发了耐高温环保型冲洗液、生物破胶废浆处理技术、“广谱型”双浆堵漏技术，形成了绿色环保型冲洗液体系与护壁堵漏技术。