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深部钻探绳索取心跨口径钻具的应用研究与拓展

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钻探工程 2023年第4期50卷 25-31页

作者：杨芳张明德王勇军陈师逊田志超山东省第三地质矿产勘查院山东烟台264004 山东省地矿局钻探工程技术研究中心山东烟台264004 山东省地质矿产勘查开发局第二水文地质工程地质大队(山东省鲁北地质工程勘察院) 山东德州253072 山东省地热清洁能源探测开发与回灌工程技术研究中心山东德州253072

在深部地质岩心钻探中,绳索取心是最常用的钻进工艺。由于绳索取心钻进环状间隙小,需要采取加大钻头的方式,解决泵压高、“激动”压力大造成孔壁失稳等问题。深孔施工在不下套管的情况下直接将钻头加大到上一级口径,可以解决环状间隙问... 详细信息

在深部地质岩心钻探中,绳索取心是最常用的钻进工艺。由于绳索取心钻进环状间隙小,需要采取加大钻头的方式,解决泵压高、“激动”压力大造成孔壁失稳等问题。深孔施工在不下套管的情况下直接将钻头加大到上一级口径,可以解决环状间隙问题,还能多出一级备用口径。通过对绳索取心钻杆能力进行分析,研制了跨口径系列绳索取心钻具,并在实践应用中不断改进,为深部地质岩心钻探的钻孔结构设计和复杂地层钻进提供了保障,应用效果良好。为满足地热钻探的长孔段取心要求,提出了大口径绳索取心钻具的设计方案,进一步拓展了绳索取心工艺的使用范围。

关键词：口径系列绳索取心钻具钻杆能力深部钻探地热钻探

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全地层自适应绳索取心钻具割心机构优化

钻探工程 2023年第S1期50卷 392-398页

作者：徐世毅王胜舒智宏李冰乐张洁成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室四川成都610059 四川省建筑科学研究院有限公司四川成都610081

我国资源勘探逐渐向深层勘探发展,由于我国地域辽阔,遇到的地层具有相当的复杂性和多样性,给深部资源勘查工作带来较大困难。绳索取心因其“四高、三低、两好”的优点成为目前深部资源勘查工作常用的取心方法之一,但依然存在复杂地层岩... 详细信息

我国资源勘探逐渐向深层勘探发展,由于我国地域辽阔,遇到的地层具有相当的复杂性和多样性,给深部资源勘查工作带来较大困难。绳索取心因其“四高、三低、两好”的优点成为目前深部资源勘查工作常用的取心方法之一,但依然存在复杂地层岩心采取率低、内管打捞失败等缺点。为了提高绳索取心钻具在复杂地层的岩心采取率,对S75型钻具的割心机构进行了结构性优化,针对基础设计采用ABAQUS进行动态模拟仿真。结果表明,改进后的钻具尺寸合理,结构紧凑,可以实现采用一套钻具完成复杂地层的取心工作,具有全地层自适应能力,不需在钻遇松散软、硬脆碎地层时更换钻具,有效提高内管打捞成功率。

关键词：全地层自适应绳索取心钻具割心机构 ABAQUS仿真

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强造斜致绳索取心钻具折断分析

地质与勘探 2020年第2期56卷 445-450页

作者：卢秋平于彦江熊亮王世栋于浩雨广州海洋地质调查局广东广州510075

在定向钻探固体矿产领域,通常在造斜段使用螺杆钻具,大部分的工作量采用取心回转钻进。造斜段使用螺杆钻具,钻杆不回转,受力较简单;如遇强造斜转换绳索取心钻具稳斜钻进,下部钻具组合容易出现回转困难、下不到底的技术难题,甚至出现丝... 详细信息

在定向钻探固体矿产领域,通常在造斜段使用螺杆钻具,大部分的工作量采用取心回转钻进。造斜段使用螺杆钻具,钻杆不回转,受力较简单;如遇强造斜转换绳索取心钻具稳斜钻进,下部钻具组合容易出现回转困难、下不到底的技术难题,甚至出现丝扣折断事故。为避免强造斜对绳索取心钻具的影响,本文通过建立强造斜段对绳索取心钻具的几何约束变形模型,量化分析强造斜段岩心外管长度与造斜强度、环空间隙之间的约束关系,提供了可快速预判下部钻具参数能否满足强造斜安全钻进的方法。该方法在山东某铁矿定向孔的强造斜致下部钻具折断的事故处理中,通过对绳索取心钻具安全计算模型校核和调整钻具参数,实现了绳索取心钻具通过造斜率0.62°/m的强造斜段安全钻进至靶点,证明对强造斜绳索取心工具安全钻进预测和事故处理计算具有指导意义。

关键词：强造斜绳索取心钻具井身约束钻具折断

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全地层自适应绳索取心钻具割心机构优化

全地层自适应绳索取心钻具割心机构优化

第二十二届全国探矿工程（岩土钻掘工程）学术交流年会

作者：徐世毅王胜舒智宏李冰乐张洁成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室四川省建筑科学研究院有限公司

我国资源勘探逐渐向深层勘探发展,由于我国地域辽阔,遇到的地层具有相当的复杂性和多样性,给深部资源勘查工作带来较大困难。绳索取心因其"四高、三低、两好"的优点成为目前深部资源勘查工作常用的取心方法之一,但依然存在复杂地层岩心... 详细信息

我国资源勘探逐渐向深层勘探发展,由于我国地域辽阔,遇到的地层具有相当的复杂性和多样性,给深部资源勘查工作带来较大困难。绳索取心因其"四高、三低、两好"的优点成为目前深部资源勘查工作常用的取心方法之一,但依然存在复杂地层岩心采取率低、内管打捞失败等缺点。为了提高绳索取心钻具在复杂地层的岩心采取率,对S75型钻具的割心机构进行了结构性优化,针对基础设计采用ABAQUS进行动态模拟仿真。结果表明,改进后的钻具尺寸合理,结构紧凑,可以实现采用一套钻具完成复杂地层的取心工作,具有全地层自适应能力,不需在钻遇松散软、硬脆碎地层时更换钻具,有效提高内管打捞成功率。

关键词：全地层自适应绳索取心钻具割心机构 ABAQUS仿真

来源： cnki会议评论

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CSP75绳索取心钻具在煤田勘探中的应用

煤炭与化工 2022年第9期45卷 39-41,44页

作者：刘洪亮蔡知安徽省地质矿产勘查局325地质队安徽淮北235000

传统普通绳索取心钻具工艺主要适用于非煤固体地质钻探,在煤田勘探时会遇到各类问题,对这些问题进行总结分析,并设计针对性的CSP75绳索取心钻具。对CSP75绳索取心钻具进行分析介绍,并在科研一孔进行实践应用。实践表明,该钻具工艺具有... 详细信息

传统普通绳索取心钻具工艺主要适用于非煤固体地质钻探,在煤田勘探时会遇到各类问题,对这些问题进行总结分析,并设计针对性的CSP75绳索取心钻具。对CSP75绳索取心钻具进行分析介绍,并在科研一孔进行实践应用。实践表明,该钻具工艺具有钻孔偏斜小、钻进效率高、工程成本低、岩心采取率高、孔内事故少等优点,尤其在复杂地质条件下,应用效果良好。

关键词：煤田勘探钻进工艺绳索取心钻具

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大直径加重管组合绳索取心钻具研究与应用

地质与勘探 2016年第6期52卷 1159-1166页

作者：朱恒银王强田波王久全安徽省地质矿产勘查局313地质队安徽六安237010 唐山市金石超硬材料有限公司河北唐山063004

新型能源勘探与常规矿产资源勘探的要求有所不同,其主要特征是孔深、直径大、地层复杂、工程精度要求高,而小口径绳索取心钻进工艺技术已难以满足新型能源勘探的要求。为了解决这一问题,本次研究在小口径绳索取心钻具的基础上加以改进,... 详细信息

新型能源勘探与常规矿产资源勘探的要求有所不同,其主要特征是孔深、直径大、地层复杂、工程精度要求高,而小口径绳索取心钻进工艺技术已难以满足新型能源勘探的要求。为了解决这一问题,本次研究在小口径绳索取心钻具的基础上加以改进,研发了一种大直径加重管组合绳索取心钻具,并在浙江临安页岩气勘探区块钻探中应用,解决了大直径深孔取心效率问题,取得了良好的效果。该钻具具有孔底加压、工作稳定、保直防斜、冲洗液上返阻力小,一次性成孔等特点,对深孔大直径绳索取心钻探技术的探索研究具有一定的指导和启迪作用。本文重点介绍了该钻具设计思路和方案,钻具结构作用原理和主要技术参数及应用情况。

关键词：大直径加重管绳索取心钻具研究与应用

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近水平孔坑道用绳索取心钻具

煤田地质与勘探 2011年第3期39卷 74-76,80页

作者：魏欢欢殷新胜中煤科工集团西安研究院陕西西安710077

针对国内目前将地面绳索取心钻具用于坑道内施工效果不佳的问题,研制了一种坑道专用绳索取心钻杆,该钻杆具有捞矛头持心装置、弹卡复合定位机构、快断机构的内外管总成及水力输送器、水力打捞器及通缆式水接头等附属装置。现场实验证明... 详细信息

针对国内目前将地面绳索取心钻具用于坑道内施工效果不佳的问题,研制了一种坑道专用绳索取心钻杆,该钻杆具有捞矛头持心装置、弹卡复合定位机构、快断机构的内外管总成及水力输送器、水力打捞器及通缆式水接头等附属装置。现场实验证明,该钻具成功解决了地面用绳索取心钻具不适宜进行近水平孔坑道内取心钻探施工的现状。

关键词：坑道近水平绳索取心钻具坑道绳索钻杆

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绳索取心钻具在铅垂钻杆柱中的水力动力学

国外地质勘探技术 1995年第1期 37-44页

作者： В.П.Онишин 杨凯华

绳索取心钻具通常是在重力作用下通过钻杆中心通道将钻具送到孔底的。重力运送法不消耗能量,不受孔深限制,是最经济、最简单的方法。然而,其钻具的运动速度、到位时间与水力动力学有关。下面讨论一下绳索取心钻具在充满粘滞冲洗液钻杆... 详细信息

绳索取心钻具通常是在重力作用下通过钻杆中心通道将钻具送到孔底的。重力运送法不消耗能量,不受孔深限制,是最经济、最简单的方法。然而,其钻具的运动速度、到位时间与水力动力学有关。下面讨论一下绳索取心钻具在充满粘滞冲洗液钻杆柱中的运动情况。设长度为l、直径为d和质量为m的圆柱形绳索取心钻具在重力作用下,在充满密度为ρ(?)的钻井液的钻杆中移动,如图1和图2所示,假如取z轴向下,我们就可写出在此轴上投影的动力学定律:

关键词：绳索取心钻具铅垂钻杆柱水力动力学钻具

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复杂地层绳索取心钻具的研制

复杂地层绳索取心钻具的研制

作者：张鹏中国地质大学（北京）

学位级别：硕士

复杂地层也称不稳定地层，在钻探工程中属难钻进的地层，因其地层的多变性导致应用传统的绳索取心钻具不能获得较高的岩心采取率。究其原因，在于复杂地层钻头的工作环境恶劣，钻头在复杂的工作条件下消耗过快，钻具钻进速度慢，提钻的... 详细信息

复杂地层也称不稳定地层，在钻探工程中属难钻进的地层，因其地层的多变性导致应用传统的绳索取心钻具不能获得较高的岩心采取率。究其原因，在于复杂地层钻头的工作环境恶劣，钻头在复杂的工作条件下消耗过快，钻具钻进速度慢，提钻的间隔也很长，此外由于常规的绳索取心钻具缺乏保护岩心的机构，使得破碎的样品被冲蚀后容易脱落，最终导致岩心采取率很低。本文针对复杂地层取心率低以及环境科学钻探对取心率的高要求两个亟待解决的取样难题，结合传统的S-75系列绳索取心钻具和倒角导正机构的工作原理，融合了一些新的设计思路，研制出了一套能够在复杂地层中获得足以满足环境科学钻探高取样率要求的新型绳索取心钻具。 S-75系列绳索取心钻具是一套经典钻具，它的钻进工艺已经非常成熟，在地质岩心取样钻探中应用的比重很高，在岩性较好和较坚硬的地层中能满足较好的取样要求，但其卡取岩心的机构过于简单，当将其应用于破碎地层取心时，容易掉心，本文提出在保留其卡心机构的同时，增加一个可以护住破碎岩心的抓簧，可以很大程度上提高其对于复杂地层的应用性。传统的绳索取心钻具的钻头磨损严重时只能提钻更换钻头;本文结合了阶梯式双钻头掏槽原理，内钻头设计超前于外钻头起掏槽作用，并将其与内管连接，可以随内管一起打捞，从而大大提高了时间效率和经济效益;内外钻头的设计采用带有倒角的内外花键式插接，使得更换后的内钻头能精准的定位，并且内外花键结构可以有效的消除岩墙。新型绳索取心钻具的研制成功对解决复杂地层中遇到的取心难题有一定借鉴作用。双钻头绳索取心既可以满足环境科学钻探对于取心率的高要求，又能够通过不提钻换内钻头有效地提高钻进的效率，同时如果钻进过程中遇到普通地层，也可以换成普通绳索取心钻具，从而在保证工作效率的同时节约成本。

关键词：复杂地层绳索取心钻具岩心采取率