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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。
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    提钻取心岩心堵塞形态分析与防堵方法探讨

    曹龙龙张恒春闫家吴纪修...
    78-84页
    查看更多>>摘要：取心钻进中常会钻遇含裂隙或破碎地层,岩心进入钻头后由于围压消失,地应力释放导致岩心会沿裂隙碎裂成块,在进入岩心管时形成堵塞形态阻碍后续岩心继续入管,严重时岩心互相对磨消耗,导致岩心采取率不足,地层资料缺失.岩心堵塞已成为取心钻进中影响取心质量和钻进效率的重要因素,岩心破碎状态和堵心形态复杂,钻进中在钻具的动态干扰下岩心堵塞机理难以掌握,使得岩心解堵成为取心钻进中面临的一大难题.本文通过岩心堵塞形态理论模型的建立,从岩心碎裂后在岩心管内形成的典型堵塞形态和变化规律进行分析,对易堵心地层的取心参数规程提出建议,并根据所列举的典型岩心堵塞形态对防堵方法进行研究与探讨.

    提钻取心易堵心地层岩心堵塞堵心识别防堵方法

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    近钻头随钻测量系统天线参数试验优化研究

    韦海瑞吴川朱芝同沈显鸿...
    85-89页
    查看更多>>摘要：近钻头随钻测量系统能够有效避免传统随钻测量系统所面临的数据滞后问题,而天线的参数设计及优化是提高信号传输距离及稳定性的重要因素.本文对某近钻头随钻测量系统的天线参数展开优化研究,通过试验探讨了天线线圈直径、线圈匝数、负载及磁芯等参数与信号传输距离之间的规律.试验结果表明发射线圈匝数为100匝及线径为0.8 mm,接收线圈为180匝及线径为1 mm,且需引入二级功率放大电路并采用铁氧体磁芯或磁片时,信号传输距离及稳定性最优.相关研究成果可为近钻头随钻测量系统天线的优化设计提供理论依据和实践指导.

    近钻头随钻测量系统无线短传天线优化定向钻进

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    基于非球形岩屑的高压CO2喷射钻井携岩试验研究

    杨显鹏涂杰蔡灿曾琪...
    90-95页
    查看更多>>摘要：在非常规储层开采中,欠平衡气体钻井技术克服了传统钻井钻速低、建井周期长和效率低等缺点,而气体钻井技术在深部地层钻进时井底高效携岩是制约上述问题的关键之一.由于气体钻井携岩研究中多采用球形代替真实非球形岩屑,忽略岩屑非球形轮廓对岩屑运移的影响,致使井底喷射携岩特性不准确.为此,本文采用PDC钻头切削砂岩所得真实岩屑制得非球形岩屑,搭建PDC钻头高压CO2喷射携岩试验平台,探究岩屑球形度φ、喷射压力、钻头转速和岩屑体积对携岩的影响.结果表明:非球形岩屑上升时轴向速度波动大,且其启动速度快于球形岩屑,但速度衰减更快;随着岩屑球形度φ值的增加,岩屑在井筒内的轴向速度先减小后增加,当φ值在0.6～0.65范围内岩屑轴向速度降低导致运移效率变差;CO2 喷射压力增加对岩屑轴向速度增加显著,在距离井底35 mm处岩屑轴向速度增幅可达221%;钻头转速增加使得靠近井底段的岩屑运移速度提升显著,当钻头转速在70～80 r/min范围内,平均运移速度稳定在11.88 m/s,携岩效果较好;岩屑轴向速度随岩屑体积的增加呈现先减小后增大的趋势.上述研究系统阐明了PDC钻头喷射钻井携岩特性,为CO2等气体喷射钻井技术应用提供了理论基础.

    非常规储层欠平衡气体钻井喷射携岩岩屑球形度PDC钻头

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    钻井液旋转粘度测试中双圆筒力矩分析

    李月江欣
    96-103页
    查看更多>>摘要：流体的粘度能够直接反映不同流体的特性,其测量对于鉴定流体质量及确定其使用方向具有十分重要的意义.在钻探工作中钻井液粘度的变化会影响润滑油功能的实现,以粘度作为钻井液选用的依据,对钻井液粘度的测量就显得尤为重要.然而对于传统的旋转式粘度仪,由于内筒下表面所产生的附加力矩也同时作用在弹簧上,因此计算出液体作用在整个内筒上的摩擦力矩偏大,且底部平底面上各点的速度梯度及剪切应力均不相同,问题较为复杂.本文在传统的旋转式圆筒粘度计结构的基础上,对计算原理进行了改进补充,并通过采用有限元软件分析双圆柱绕流的流动特性,仿真结果与理论分析相一致,验证了推导公式的合理性.应用于钻井液在完整地层中的流动特性,可为进一步研究钻井液在破碎地层中的剪切应力提供基础,为预防孔内事故提供支撑.

    钻井液旋转粘度仪粘度测量有限元数值分析

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    基于图像识别技术的固井质量评价方法研究

    邹卓峰张宝权李辉王建华...
    104-111页
    查看更多>>摘要：关于固井实施方法和固井质量工程探测方法研究颇多,而关于固井质量的图像解析却鲜有研究.本文就使用评价图进行固井质量评估问题,提出了用于聚焦图像解析范围的文本坐标位置参照算法,以及基于直方图相似度和梯度距离的图像解析算法.以图像解析算法和业务机理相结合的方式,从评价图中抽取出可评估固井质量的量化数据.所提出的图像解析算法能准确识别图片中的固井质量信息,两种算法的解析结果与实际结果误差率均在10%以内.本文所提出的方法可有效解决人工手动分析效率低且分析误差大的缺点,并对固井质量电子数据缺失仅留存固井质量评价图的情况提供了切实可行的解决方案,所提出的算法对于固井质量图片的深入挖掘具有较强的探索性意义.

    固井质量直方图梯度距离评价图图像解析

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    离子型稀土开采过程中导流井井周矿体颗粒脱落运移临界流速研究

    周扬潘栋彬曾云霜
    112-116页
    查看更多>>摘要：离子型稀土是我国独具特色、世界罕见的矿产资源,主导了全球的中重稀土供给,具有配分齐全、高科技应用元素多与综合利用价值大的特点.但离子型稀土开采过程中易出现井壁坍塌,进而造成边坡失稳.本文分析了导流井井周矿体颗粒受力状态,建立了矿体颗粒脱落运移临界流速计算模型,研究了不同影响因素下矿体颗粒脱落运移临界流速.结果表明,矿体颗粒脱落运移的临界流速随颗粒半径、排列角度、摩擦系数的增大而增大.静电力受浸矿液浓度的影响,但其对矿体颗粒脱落运移临界的影响不大.此外,浸矿液粘度增大能够显著降低临界流速.本研究能够为离子型稀土安全高效开发提供理论与技术支撑.

    离子型稀土矿井壁坍塌矿体颗粒脱落运移临界流速

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    地热储层损害修复与增产技术研究

    卢玮张晗申云飞王金亮...
    117-123页
    查看更多>>摘要：随着深部地热资源勘查开发规模化的实施,深部钻井工艺和热储层保护与修复面临着新的挑战和问题.目前的深部地热钻井工程,几乎都是采用正循环水基钻井液钻进工艺.由此带来不可避免的主要问题就是热储层损害.在热储层损害修复方面,国内还没有形成强制性的标准和规范.从而出现了许多地热完井后,未进行合理规范的修复改造就进入降压或抽水试验,造成地热资源评价失真和合同纠纷等问题.本文在大量地热钻井工程实例基础上,并结合油气储层改造文献资料,从地热储层损害形式、热储层岩性和堵塞充填物主要矿物组分、修复与增产机理等方面进行了分析研究.试验和工程实践证明:盐酸(HCl)、土酸(HCl+HF)和超临界CO2对热储层中的堵塞物或裂隙,具有溶解、溶蚀、驱逐、置换和扩充作用,是热储层损害修复和储层渗透率提高的基本方法.在实际工程中,单一修复方法效果甚微,应结合热储层损害机理和程度,采用"二合一"或"三合一"方法最佳.针对目前普遍问题,提出了不同类型热储层修复增产的基本方法和热储层修复改造应作为地热钻井工程重要组成部分(工序).

    地热储层盐酸土酸临界CO2损害修复增产

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    贵州裸露岩溶地下河系统污染通道识别钻探技术

    陈涛李强江峰赵华宣...
    124-131页
    查看更多>>摘要：贵州裸露岩溶区地下河系统发育、岩溶发育强烈、水文地质条件复杂,地下河系统易受地面污染源渗滤液浸入引发严重污染问题.地下河系统污染通道隐蔽性强、空间狭窄、各向发育不均匀,精准识别难度大.为揭露识别污染通道,钻探成孔施工面临软硬互层与软弱不均、强岩溶地层易孔斜、大溶洞钻孔轴线易偏移和套管拆断、自然水力坡度小的地下河系统示踪剂迁移缓慢等难题,污染通道揭露识别难度大、效率低.采用防斜保直、大岩溶套管穿越封隔、孔内激化促示踪剂迁移等技术措施,保证了勘查孔垂直度,并为测井、示踪试验及水样采集等工作提供精准的钻孔通道,实现了污染通道的精准揭露和快速识别.对同类地层精准揭露和高效识别污染通道的钻探施工有参考和借鉴意义.

    地下河系统污染通道精准识别防斜保直大溶洞穿越孔内激化裸露岩溶区

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    可控局部热熔钻头的研制与应用试验

    巩建雨王久全杨彪童健活...
    132-137页
    查看更多>>摘要：岩心是了解地层和含矿特征最直观、最实际的资料.复杂地层资源勘查采用常规取心钻具的取心率往往满足不了规范或设计要求.泥岩、泥页岩互层等易造浆地层进行矿产资源勘查时,绳索取心钻杆内壁结垢,导致内管投不到底而无法采用;小型化的单动双管取心钻具较短,仅用于矿层取心;采用单管取心钻具卡心方式是岩心+卡簧(或岩粉、卡料)+钻头(或岩心管)三者之间配合的"挤力"卡心,三者之间往往因配合存在极大的不确定性而导致回次岩心采取率的不确定性,岩心采取率无法得到保障.为此,利用孔底温度及粘接剂粘接温度≤2倍粘接剂熔点温度≤2倍钻探用金刚石材料的安全使用温度,研制出一种干、湿钻法下的可控局部热熔钻头,将卡心方式优化为岩心爪封闭钻头内径的"托举"卡心,并与单管岩心管组合进行了取心实验,取心率达75%以上,解决了常规单管岩心管存在卡心不牢、卡心不确定性的技术难题.为类似地层的钻探施工提供了新的思路,可借鉴、推广、普及.

    可控局部热熔钻头粘合剂岩心爪托举卡心

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    海洋自适应伸缩绳索取心钻探工艺研究及应用

    殷国乐齐立强王林清秦如雷...
    138-142页
    查看更多>>摘要：海洋取心钻探钻遇软硬交互地层时,往往采取提钻更换相匹配的取心钻具来应对不同硬度的地层.海上作业成本高,频繁起下更换钻具耗费时间长,面对软硬交互地层工况,研发了自适应伸缩绳索取心钻探工艺.钻遇绵软地层时,内管超前伸出,由内管安装的钻头进行取心钻进;钻遇坚硬地层时,内管在地层对钻压的反力下会压缩其内部的弹簧从而回缩到钻具外总成当中,由外总成钻头进行取心钻进,在压缩弹簧的调解下,可根据地层硬度的变化自动调整取心钻进方式.通过工程应用检测,使用该工艺平均岩心采取率高,达到了保证取心质量、延长内管钻头工作寿命的目的,提高了作业效率和安全性,为海洋工程勘察提供了借鉴.

    海洋钻探绳索取心软硬互层自适应伸缩工程勘察

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