全孔水力反循环PDC钻头理论设计研究

结合单管反循环钻进的优缺点,改进设计了一种适用于漏失地层连续反循环取心钻进PDC取心钻头,通过对钻头分流水眼的分流计算,既保证了钻头能及时冷却,又能保证岩心的顺利返出;计算了钻杆的沿程损失及钻进中所需最小泵量,为现场施工泵量的选择提供了理论依据。     

水力反循环取心在煤矿隐伏地质异常体探查中的应用

针对回采工作面隐伏地质异常体探查取心孔孔深较浅的特点,提出采用水力反循环取心方法。分析了在煤矿井下近水平孔状态下水力反循环取心的工作原理和技术特点,设计了φ89/φ42 mm双壁钻杆、多个规格金刚石复合片取心钻头、双壁送水器、以及孔口密封装置等反循环取心配套钻具。在寺河西区矿井实施完成了穿断层、穿陷落柱的井下现场试验,结果表明:近水平孔水力反循环取心应用于煤矿回采工作面内小断层、陷落柱的探查是完全可行的。     

地质PDC取心钻头切削载荷有限元分析

通过建立钻头切削岩石的力学模型,对PDC取心钻头切削齿受力进行了分析,并对钻头切削齿切削岩石受力进行了有限元分析,得出PDC钻头在载荷下的应力应变分布,为地质PDC取心钻头的优化设计和合理使用提供了理论依据。     

地表近水平孔绳索取心工艺钻探实践

针对近水平孔地表岩心钻探施工项目的相关技术要求,利用现有的CS1000P6L型地表岩心钻机和常用的绳索取心钻具,设计和改进了绳索取心内管总成的投放与打捞装置,实现了地表岩心钻孔倾角接近零度的情况下普通绳索取心工艺的正常工作。与普通的提钻取心相比,大幅提高了工作效率,节省了购置特定的钻杆、绳索取心钻具及打捞器具等费用。经改进的输送装置结构简单、性能可靠、成本低廉,操作简单易行。经过野外生产实践验证,该装置实现了预期的目的和效果,达到了地质要求,积累并丰富了地表近水平孔岩心钻探施工的经验。     

煤层密闭取心用超前隔水式PDC钻头设计与优化

为提高煤层瓦斯测定精度,一般采用密闭取心的方式进行煤层取样,配套煤层密闭取心用三筒单动取心器,设计了一种密闭取心用超前隔水式PDC钻头。通过对普通底喷式钻头、锥面煤心导进式钻头以及超前隔水式钻头三种结构形式进行对比优化,选用超前隔水式钻头为密闭取心用钻头,该钻头采用超前式小钻头压入煤层,小钻头采用合金切削齿进行干钻,有效隔绝钻井液进入煤心。根据流体力学连续性方程优选水眼数量与尺寸,降低水眼钻井液对煤层冲刷,并采用斜水眼、反向斜面水道等结构进一步防止钻井液进入煤心。根据全覆盖井底的原则进行PDC切削齿排布,优化钻头钻进效率。采用设计的钻头在淮北芦岭煤矿地面采动卸压瓦斯抽采井中进行现场试验,试验证明煤心采取率满足密闭取心施工要求。     

用于煤系软硬互层新型PDC取心钻头的设计与应用

PDC(Polycrystalline Diamond Compact)钻头适用于软到中硬的均质地层钻进,具有钻速高、寿命长等特点,但不适合软硬互层等地层。鉴于此,针对煤系软硬交错地层(3~8级)钻进效率低、钻头寿命短和岩心采取率低的特点,提出了加强保径结构、改善水路循环和超前辅助切削齿的设计。设计制造的Φ77 mm PDC取心钻头在重庆市綦江县同华煤矿勘探3号孔钻进中取得了较好的使用效果。     

气举反循环连续取心工艺探索

气举反循环钻进技术是钻井工程中一种比较成熟的钻进手段,凭借钻进效率高、钻头寿命长、成井质量好等特点,目前已经得到了广泛应用及推广。气举反循环连续取心技术仍处在探索研究阶段,前人针对这一技术做了原理性的探究试验,但尚未进行连续的取心试验,而且现有的双壁钻具也存在无法满足由于上返岩心质量和直径大对其密封性和耐用性的要求。因此有必要进一步开展理论研究、参数计算、优化钻具设计、进行连续取心试验来探究这一工艺的发展前景。通过试验证明大通径双壁钻具具有可靠的耐用性,并能连续取得岩心。所取岩心及时,无污染,代表性强,能较真实地反映地层层位、深度、颗粒级配,不存在对岩心的反复冲刷及重复破碎情况。     

喷射式局部反循环绳索取心钻具

针对金矿复杂破碎地层钻探存在的岩心采取困难、孔内漏失严重等问题,改进绳索取心钻具,增加了局部反循环装置,研制出一套适应性广、取心可靠的可调喷射反循环钻具,提高岩心采取率,取得了良好的效果。介绍了该钻具的结构原理、适应范围及应用效果。     

深海硬岩连续取心钻头的研制

气举反循环技术是一种可用于深井硬岩地层的高效钻进技术,不受地层裂隙、溶洞影响,排渣彻底.通过研究专用的连续取心钻头,可实现深海硬岩的连续取心作业,提高深海硬岩钻井效率及取心率,为深海钻探提供一种全新的取心方案.本文从牙掌选型、卡断器结构、岩渣及岩心通道优化设计等方面进行研究,提出了连续取心钻头的设计方案,并试制加工钻头...     

某金矿水平绳索取心钻进钻头选型及试验分析

为探明矿产储量和矿带产状,进行了水平绳索取心钻进试验。由于试验场地地质条件复杂,钻头不能很好的适应地层,未取得理想钻进效果。通过对绳索取心钻头的选型试验,重点分析了水平钻进对钻头的影响。结合完孔后的钻孔轨迹,逆向分析了水平钻进与钻孔轨迹的关系。选出了适合该矿区的钻头,并提出了钻头的改进方法及防止钻孔弯曲的建议。     

水力反循环连续取心钻探技术的发展与前瞻

概述了水力反循环连续取心钻探技术的发展历史及特点。介绍了我国水力反循环连续取心钻探技术研究开发及应用方面取得的成绩,分析了该项技术的发展趋势及前景。     

HFS绳索取心孔底局部反循环三合管组合取心钻具

介绍了研制成功的HFS绳索取心孔底局部反循环三合管组合取心钻具的结构和工作原理,喷反元件参数设计,及其室内模拟试验和现场试验情况。     

煤矿井下取心钻进技术与装备研究现状及发展趋势

为了测定煤层瓦斯含量、查明煤层顶底板含水层分布和富水性以及工作面地质异常体赋存情况,均需要通过钻探取心获得符合相关规定的煤心、煤样及岩心。文章根据煤矿井下取心钻孔施工工艺及装备的发展情况,结合密闭取心技术、绳索取心技术及水力反循环连续取心技术,介绍了煤矿井下获取煤层、岩层相关地质信息的主要技术方法,概述了各自的技术原理、相关配套装备、应用情况,结合上述3种煤矿井下取心钻进技术在各个矿区的应用情况,总结了上述3种取心技术在煤矿井下应用的技术难点。最后指出煤矿井下取心钻进技术的研究前景及发展趋势,并为加速煤矿井下取心技术的发展提出了相关建议,为煤矿井下取心钻进技术的发展提供参考。     

液动贯通式冲击器用于水力反循环连续取心钻进

将液动贯通式冲击器同水力反循环连续取心钻进工艺相结合，较好地解决了岩心卡堵问题，提高了钻进效率及钻头寿命，具有很好的应用前景。     

深孔绳索取心金刚石钻头性能参数探讨

深孔绳索取心钻进对金刚石钻头的性能提出了更高的要求。从分析金刚石钻头的性能对钻进的影响入手,着重对满足深孔绳索取心钻进要求的金刚石钻头制造方法与性能参数进行了探讨,在综合国内外先进经验的基础上总结提出了新型钻头的参数指标。     

破碎松软地层取心钻头孔底流场数值模拟及应用

复杂地层取心和孔壁稳定一直是困扰地质钻探界的2大技术难题。以汶川地震科钻为例,5个钻孔都在断裂带上,地层极破碎、松软。针对部分孔段取心率低问题,设计一种新型阶梯式隔水底喷取心钻头,利用CFD技术对钻头孔底流场进行数值分析,优化钻头排水槽结构、泥浆性能和水力参数,寻找一种最佳组合,为提高岩心采取率、预防堵心,提高孔壁的稳定性奠定基础。     

取心PDC钻头主要几何参数对其强度影响的研究

取心PDC钻头由于其价格低、排粉空间大、效率高等优点,广泛应用于软-中硬岩层。其主要几何参数对切削齿强度影响的理论研究,迄今尚未见文献报道。利用ANSYS软件对取心PDC钻头模型在静载荷作用下的应力、位移进行了数值分析研究,获得该型钻头的主要几何参数对其强度影响的变化规律,为取心PDC钻头的设计提供了理论依据。     

沧州盐矿古近系塑脆性地层取心钻头选型研究

沧州盐矿普查项目完成了3眼勘探孔,钻探深度3000～3451 m,取心总长度3791 m,取心层段主要为古近系塑脆性岩石。根据钻进特性,针对工区弹塑性层段和脆性层段提出了钻头选型原则。结合施工实践,经过多次试验、改进,在累计使用的硬质合金、复合片、巴拉斯3类15种钻头中,通过典型钻头结构型式、碎岩机理以及使用效果进行综合分析,优选出H-4-Ⅱ、F-3、F-6型3种钻头,在古近系地层取心钻进中效率高、取心质量好,适合工区地质条件,建议推广应用。     

水力反循环取心钻进在铜坑矿钻探生产中的应用

水力反循环连续取心钻进工艺在铜坑矿坑内钻探生产中的应用始于1991年。铜坑矿探矿工区对于这一新工艺从摸索、到熟悉发展，充分发挥出它的优越性，为铜坑矿的生产提供良好的地质资料，实现以钻代坑。     

大口径金刚石取心钻头的研究及应用

在 615mm大口径金刚石取心钻头中,采用了金刚石钻齿这一新的技术方案,介绍了钻齿结构及镶焊技术。经在黄河古贤水利枢纽坝址勘探中应用,取得了较好效果。