5000米绳索取心绞车设计

在深孔地质岩心钻探中,绳索取心钻进技术对于提高钻探质量和生产效率有极大的优势。在绳索取心钻进中,绳索取心绞车是地质钻探装备中的主要设备,近半个世纪以来,随着绳索取心技术的发展、成熟和广泛应用,取心绞车系统更加安全可靠。本文通过分析国内外现有绳索取心绞车的优缺点,提出了5000 m绳索取心绞车设计方案,设计绞车为分体式结构,由交流变频柜和绞车主体两大部分组成。计算了5000 m绳索取心绞车设计的关键技术参数,绞车总功率为60 kW,配套12 mm钢丝绳,最大可提供50 kN的提升力,光毂提升速度最快可达60 m/min。针对绳索取心绞车提升过程中滚筒钢丝绳常见的垒绳、压绳、咬绳等问题,设计了双折线绳槽。     

中国绳索取心钻探技术现状及展望

绳索取心钻探技术在中国已有２５年的研究应用历史，目前该技术已在矿产勘探、水文地质勘探、工程地质勘察、油气及层勘探等领域应用，取得了高效、优质，低耗的优异效果。随着地质带来的发展，绳取心技术也将面临着发展、完善和提高。     

积极采用和发展绳索取心钻探技术

绳索取心技术是一种先进的多功能的钻进方法。在地质勘探钻孔愈来愈深，取心难度愈来愈大，施工地点愈来愈偏僻的情况下，采用绳索取心钻探技术可以取得优质，高效，低耗的技术经济效果，随着地质勘探事业的发展，尤其是为了满足发展科学深钻的需要，应进一步发展完善我国的绳索取心钻探技术。     

绳索取心工艺在大口径深部钻探中的应用研究

绳索取心工艺具有效率高、取心质量好等优点,所以,在小口径固体矿产钻探工程中已得到推广应用。但是,在沉积地层大口径深孔钻探中应用较少。文中针对绳索取心和石油钻井工艺各自优缺点,提出了增加钻孔和钻具的环空间隙,采用大泵量、高上返速度的石油钻井和绳索取心"二合一"钻探技术思路,结合河南叶舞凹陷盆地2630m盐矿(地热)勘探孔进行了生产性试验,就试验中存在的主要问题进行了分析研究,并提出了具体措施。通过试验证实:绳索取心技术在大口径深部钻探工程应用可行,且具有成本低、安全可靠等优点;同时,增加泵量和环空间隙可以避免岩屑重复破碎,从而可大幅度提高钻探效率。     

西平铁矿深孔绳索取心钻探技术应用

绳索取心钻进技术已经广泛用于钻探工程中,深孔钻探采用绳索取心技术可大大提高钻探效率和钻探质量。结合西平铁矿对深孔绳索取心钻探技术进行了应用研究,阐述了深孔绳索取心钻探过程中,钻孔结构的优化以及匹配合理钻具型式的重要性。还就泥浆体系和孔斜控制等关键技术进行了探讨。     

金刚石钻探用绳索取心钻杆及接头的强化方法探讨

绳索取心钻杆与接头强化热处理问题一直未得到妥善解决.黄纪达同志曾进行过这方面的工作,取得过很好成果.本文从不同材质的热处理机质,效果对比,以及建议作了阐述,有参考价值.     

囊袋多节捆绑式绳索取心钻具的设计与应用

由于现有的普通绳索取心钻具缺乏隔水与护心装置,在松散、软弱、破碎等复杂地层取心钻进时,破碎岩心易被冲蚀,提钻过程中岩心易脱落,使岩心采取率和取心质量达不到设计要求,甚至无法采取到岩心。针对上述问题,设计了一种囊袋多节捆绑式绳索取心钻具。该钻具在普通绳索取心钻具基础上增加了多节捆绑式囊袋总成结构,并与超前侧喷钻头配合使用。囊袋可以隔绝冲洗液,有利于取得原状岩心,通过分段捆绑,可以有效包裹住岩心,防止其在提钻过程中脱落。超前侧喷钻头改变了冲洗液流向,起到隔水与护心的作用。现场应用表明,该钻具能够完成在松散、软弱、破碎等复杂地层的钻探工作,岩心采取率达90%以上,取心质量也得到明显提高。     

海底钻机的高可靠绳索取心钻具的结构优化与仿真分析

以提高绳索取心钻具在海底钻机上应用的工作可靠性,依据海底环境的特殊性,从提高单动机构的单动性能和悬挂机构的工作可靠性两方面着手,对钻具的单动机构展开结构优化并利用ABAQUS仿真分析手段对悬挂机构进行数值仿真分析。结果表明：经改进后的单动机构能够抑制海水的腐蚀效应,改善芯轴的定心效果,提高运转灵活性;经改进后的悬挂机构能够降低在频繁使用过程中其关键零部件发生塑性变形的风险,提高悬挂机构的工作可靠性。研究成果可为相关钻具设计提供理论支撑。     

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。     

5000米地质岩心钻机主绞车设计

为应对深地探测工程对特深孔地质钻探装备提出的新要求,“十三五”国家重点研发计划立项开展5000 m地质岩心钻机的研发。作为钻机核心部件的主绞车,需要满足自动化、智能化钻探需求。在调研了主绞车的研究发展现状基础上,借鉴石油钻机绞车的结构,确定了本主绞车运行参数及方案,并对关键零部件进行了设计与选型,完成了主绞车的设计。经过验算,主绞车运行参数能满足特深孔岩心钻探工艺的要求,并可以在地热、浅层油气探采等领域进行应用拓展。     

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。     

针对海底钻机硬岩钻进的绳索取心钻具关键机构优化

为了提高在硬岩钻进的绳索取心钻具工作的可靠性,从提高单动机构的单动性能和悬挂机构的工作可靠性两方面着手,对钻具的单动机构展开结构优化并利用ABAQUS仿真分析手段对悬挂机构进行模拟硬岩拔取仿真分析。结果表明:经改进后的钻具单动机构尺寸合理,结构更为紧凑,有利于钻具总长的缩短,同时提高了对芯轴定心效果以及防海水腐蚀性好的特点,满足海底钻机的使用工况;改进后的悬挂机构能够降低在拔心过程中由于悬挂环和座环塑性变形相互咬合失效所造成的内管总成无法顺利打捞的风险。     

页岩气地质调查井小口径绳索取心钻探技术分析

小口径绳索取心钻探技术在页岩气地质调查井中具有不可替代的优势,同时也存在较大的局限性。结合小口径绳索取心工艺在10余口页岩气调查井的应用情况,从地质条件、技术要求、设备及配套机具等方面归纳总结了施工中的难点,从井身结构、设备配置、取心工艺、泥浆体系、复杂情况预防等方面提出了优化方案。依据优化后的施工技术措施,在后续施工的页岩气调查井中取得了良好的效果,岩心采取率保持在97%以上,台月进尺超过了400 m,复杂发生频次控制在2次以下。对下一步小口径页岩气调查井施工具有一定的借鉴意义。     

通地-1井绳索取心钻探施工技术

近年来,小口径岩心钻探技术在油气勘探中得到了广泛应用,施工中经常遇到钻孔超径孔内事故多发、孔斜超差孔底位移较大、冲洗液性能不稳定等问题。利用小口径绳索取心钻探技术施工通地-1井油田地质调查孔,通过优化钻进参数、合理确定钻孔结构、采取有效防止孔斜措施等技术手段,顺利完成钻孔施工任务,钻孔各项指标均达到了地质设计要求。