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期刊信息/Journal information
钻探工程
中国地质调查局
钻探工程

中国地质调查局

李艺

月刊

2096-9686

tkgc@mail.cgs.gov.con

010-68320471

100037

北京市百万庄26号

钻探工程/Journal Drilling EngineeringCSTPCD
查看更多>>本杂志系国土资源部主管、中国地质调查局主办的国内外公开发行的技术类双月刊。主要报道我国探矿工程和岩土钻掘工程的新工艺、新技术、新方法、新设备的研究、推广、应用以及国内外有关信息。
正式出版
收录年代

    地球气体运移与地热资源形成机制研究

    卢予北
    1-7页
    查看更多>>摘要：通过多年地热钻探工程实践认为:在传统地热系统"热、通、储、盖"理论指导下,采用水文地质调查和地球物理勘探方法进行地热资源靶区和井位选址,存在着钻井风险大、勘查成果远不及预期等问题,特别是随着地热勘查深度的增加,其问题愈发严重.针对以上问题和地球气体相关文献,结合地热钻探工程实践,阐明了地球内部存在着巨大高温高压气体,地热、油气及煤系气等能源资源的形成与地球气体的运移密切相关,地热资源的形成主要是深部气体起到携带和驱动(介质和动力)作用,并在一定地质环境和空间富集.在此基础上重新建立了水热型地热资源成藏模式,有对流型、传导型和对流-传导复合型3种.并提出在传统地热系统理论基础上,进一步实现地热理论创新、建立地球气体动力学学科,使地热系统理论更加科学和完善,从而为地热资源的持续稳定开发利用提供可靠的理论依据.

    地球气体运移地热资源形成机制地球气体动力学对流型成藏模式传导型成藏模式对流-传导复合型成藏模式

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    钻井液冷却装置技术发展现状及展望

    朱浩铭彭俊威郗秦阳戴启平...
    8-14页
    查看更多>>摘要：随着国内油气钻井向着万米深井开发,钻井过程中井底温度越来越高,因此需要对钻井液降温冷却以保护井下工具仪器.而国内钻井液冷却装置普遍存在设备超大、超高以及设备冷却降温幅度不大的现状.本文从介绍国外钻井液冷却装置技术现状出发,阐述了国外钻井液冷却装置技术现状;同时结合国内钻井工况,重点分析了国内自然冷却、开式冷却、闭式冷却和强制冷却4种钻井液冷却装置的工作原理、优缺点和适应范围.结合国内钻井技术发展现状,为保障冷却装置降温效果,结合道路运输和环保要求,分析了冷却装置降温机理研究、工程适应性、应用局限性和装置可靠性等关键技术难题,提出了冷却装置技术研发思路,为开发研制适应性强、可靠性高和冷却效果显著的装置提供参考.

    钻井液冷却装置换热器冷却塔制冷机组

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    关于PDC钻头设计的分析研究

    汤凤林赵荣欣Чихоткин В.Ф.李博...
    15-22页
    查看更多>>摘要：钻探工程中使用钻头的类型很多.近年来,金刚石复合片(PDC)钻头得到了广泛的利用,取得了很好的技术经济效果.但是,对于PDC钻头设计的研究工作不够充分,需要进一步加强,以便取得更好的技术经济效果和更好地推广使用.俄罗斯钻探工作者在这方面做了很多研发工作,获得多项发明专利,取得了较好的成果.以其中3个专利为切入点进行分析研究,包括切削型双节翼片式钻头、稳定型钻头、PDC螺旋状排列钻头.这些成果有较好的使用价值和推广前景,建议我国对此进行研究和试验.

    PDC钻头双节翼片式钻头稳定型钻头螺旋状排列钻头

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    基于粘结单元法的干热岩储层水力压裂数值模拟与参数优化

    翟梁皓荀杨苏博刘华南...
    23-31页
    查看更多>>摘要：水力压裂技术是实现低渗油气及地热储层的高效开发利用的关键技术手段,为了研究干热岩型地热储层水力压裂过程中水力裂缝的扩展规律,本文使用粘结单元法(Cohesive Zone Method,CZM)研究了压裂液排量、压裂液粘度以及水平地应力差对水力裂缝形态的影响,并利用正交试验对上述压裂工艺参数的组合进行优化.结果表明:压裂液排量对水力裂缝的长度具有重要影响,而压裂液的粘度对水力裂缝的宽度具有显著影响;压裂液的排量和粘度的增加,促进了分支裂缝的萌生和扩展;水平地应力差为1 MPa时,本文所建立的模型在压裂液排量和粘度分别取0.004 m3/s和0.07 Pa·s条件下,可获得最佳的压裂改造效果;随着压裂液的排量和粘度的持续增加,当压裂液的排量和粘度分别超过0.004 m3/s和0.07 Pa·s后,继续增加压裂液的排量和粘度将导致水力裂缝的长度和宽度的减小,可见在实际压裂过程中不能盲目通过提高压裂液的排量和粘度的方式实现对压裂效果的持续改进.本文丰富了干热岩储层改造的数值模拟手段,相关研究成果有望为干热岩型地热资源开采过程中裂缝扩展行为预测和压裂工艺参数的优化提供技术支撑.

    干热岩储层改造水力压裂裂缝扩展粘结单元法正交试验数值模拟

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    基于广义柔度矩阵的井架钢结构损伤识别

    李柱于永平高千惠郑少鹏...
    32-38页
    查看更多>>摘要：钻机井架结构在生产过程中会因各种原因而出现不同程度的损伤及破坏,为解决复杂工作环境下石油钻井井架结构健康监测中损伤识别问题,提出了一种基于广义柔度矩阵的井架结构损伤识别方法.相比于柔度矩阵方法,广义柔度矩阵仅需前几阶低阶固有频率及相应的模态振型便可确保计算的精度.在构建损伤控制方程的过程中,采用矩阵分块模式求解方法,与传统方法中需将单元刚度矩阵扩充整体刚度矩阵维数相比较,所提出的求解方法只需针对单元刚度矩阵的行数进行相应扩充,而列数不变,因此从计算量的统计角度分析可大大降低构建损伤识别控制方程的计算量.最后,以实际工程中的K型井架钢结构为例,结果显示对于不同的损伤位置及程度,该方法均具有良好的识别效果,可用于其他大型结构的损伤诊断或健康监测.

    K型井架钢结构广义柔度矩阵损伤识别健康监测矩阵分块模式石油钻井

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    地下连续墙液压抓斗在粘壤土地层施工中偏斜角度分析

    金赠伍王清岩盛洁钟蔚岭...
    39-46页
    查看更多>>摘要：在液压抓斗进行地下连续墙施工过程中,斗体需要保持一定的垂直度以保证侧壁成槽精度.抓斗掘削部与土体相互作用时,作用于斗体上的载荷具有瞬态多向性且不均匀,由此导致钢丝绳下放的斗体发生偏斜,成槽壁面垂直度受到破坏.本文建立了液压抓斗多体动力学模型和粘壤土地层模型,通过多体动力学和离散元相结合的方法分析了液压抓斗在粘壤土地层施工过程中斗体倾斜情况,设计了电液比例调速回路以控制液压抓斗主液压缸运动,通过联合仿真重点讨论了主液压缸控制信号对斗体偏斜过程的影响,为进一步研究液压抓斗纠偏系统及控制策略提供依据.

    液压抓斗斗体偏斜电液比例调速回路控制信号联合仿真粘壤土地层

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    复杂地层顺层定向钻孔轨迹设计方法优化

    李笔文叶嗣暄
    47-52页
    查看更多>>摘要：金泰煤矿M6煤层具有顶底板破碎、视倾角由双倾角控制(XZ视图倾角17°、YZ视图倾角3°)、煤层厚度薄且厚度变化差异大(1.08～1.68 m)的复杂产状特征,在顺层定向钻孔施工中,钻孔平面拐弯段采用原有的轨迹设计方法存在轨迹实控难度大、易偏离煤层进入不稳定顶底板而无法钻进、多分支孔施工降低施工效率和无效进尺的难题.本文基于视倾角计算公式,引入钻孔沿工作面走向倾角参数,针对钻孔平面拐弯段优化轨迹设计方法,并在金泰煤矿开展验证试验.结果表明:优化的钻孔平面拐弯段轨迹设计方法相对于原有轨迹设计方法,能够保持钻孔沿煤层中部钻进,克服煤层厚度变化干扰,实现钻孔平面拐弯段精确沿煤层钻进,有效进尺率分别为48.82%、76.72%和100%.8～10号试验钻孔瓦斯监测数据均呈现出较好的瓦斯抽采效果.

    煤层产状顺层钻孔定向钻孔钻孔轨迹设计瓦斯抽采

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    贴砾过滤器贴砾层渗透性试验研究

    周绍武何计彬
    53-59页
    查看更多>>摘要：贴砾过滤器、砾石充填在地热开采、水文观测等工程中得到了广泛应用.他们的主要工作部位为贴砾层、充填层,研究最常用的贴砾材料石英砂的渗透性能.通过调节砂样的粒径、细颗粒含量,测试砂样固结前后在饱和状态下的渗透性,分析粒径、级配对砂样固结前后渗透性的影响,通过试验数据整理,分析相同条件的砂样固结前后的渗透性能差异.试验表明,固结前后的砂样的渗透系数随粒径的减小而减小,在中砂范围内变化最大,在细砂范围变化较小;固结前后砂样的渗透系数都随着细颗粒含量的增多而减小,复配砂的最小渗透系数小于构成其细颗粒组砂的渗透系数;相同条件下,粗砂范围内,石英砂的渗透性能要优于固结后的石英砂,中细砂范围内,固结后的石英砂的渗透性能要优于石英砂.

    石英砂粒径细颗粒含量固结渗透性能对比贴砾过滤器

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    冷媒温度和渗流速度对富水砂层冻结温度场的影响规律研究

    温良涛
    60-67页
    查看更多>>摘要：针对天津地区地铁隧道施工中存在富水砂层等复杂水文地质条件下的冻结问题,通过室内模型试验和数值模拟的结合,研究了冷媒温度和渗流速度对砂土冻结温度场、交圈时间和冻结壁发展的影响.研究结果表明:随着冷媒温度降低,冻结管附近的温度梯度越陡,冻结壁也变得更厚.渗流存在时,渗流水将冷量从上游带到下游,阻碍了冻结壁在上游方向的发展,同时在一定程度上推动了冻结壁在下游方向的发展,导致冻结壁厚度不均匀.最终,冻结壁的形状从静水时的圆形发展为心形.在实际工程中,采用注浆等手段减缓渗流速度,并降低冷媒温度,可缩短交圈时间,确保冻结进程顺利进行.

    冻结法冻结温度场冻结壁冷媒温度渗流速度模型试验数值模拟富水砂层

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    大型钻探设备支承底盘焊接工艺优化研究

    康红梅王继园黎杰李昌平...
    68-77页
    查看更多>>摘要：大型支承底盘作为大型钻探设备的支承平台,通常由大量钢板通过焊接装配而成,焊接残余应力和残余变形会对底盘的强度和刚度产生一定的影响.本文运用有限元分析方法,选取高斯移动热源,针对大型支承底盘中具有代表性的T形焊接接头建立了有限元模型,分别采用4种不同的焊接顺序和焊接速度,分析了其对焊接应力和变形的影响,得到了优化的焊接顺序和焊接速度.在此基础上,对底盘的整体焊接方案做出优化,对比分析了优化前后的焊接应力和变形,结果表明:优化后残余应力减少了约7%,最大变形减少了约26%.研究成果可为焊接工艺的制定提供参考.

    大型钻探设备大型支承底盘有限元分析焊接工艺焊接残余应力焊接残余变形

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