• 2020年第47卷第2期文章目次
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    • >海洋与极地钻探专栏
    • 极地冰钻关键技术研究进展

      2020, 47(2):1-16. DOI: 10.12143/j.tkgc.2020.02.001

      摘要 (1432) HTML (284) PDF 0.00 Byte (868) 评论 (0) 收藏

      摘要:极地冰钻技术是获取冰芯,研究冰盖-冰架-海洋相互作用,以及获取极地冰下基岩与冰下水环境样品,开展冰下环境探测的重要手段。目前极地冰钻技术的难点与前沿主要包括深冰芯钻探、冰架热水钻、冰下基岩钻和冰下水环境采样与观测技术。本文针对以上4个极地冰钻关键技术,对国内外相关技术的研究进展与项目开展情况进行了总结与梳理。综合来看,虽然我国开展极地钻探技术研究起步较晚,但随着我国极地战略不断推进,我国的极地冰钻关键技术与装备的研究正持续向着赶超极地钻探强国方向迈进,这必将为我国的极地科学研究提供强有力的技术支撑。

    • RMR技术在海域天然气水合物钻探中的适应性分析

      2020, 47(2):17-23. DOI: 10.12143/j.tkgc.2020.02.002

      摘要 (1223) HTML (303) PDF 0.00 Byte (824) 评论 (0) 收藏

      摘要:深水表层天然气水合物沉积体埋藏浅、地层软、未固结,泥浆密度窗口窄,使用常规隔水管泥浆循环钻进钻遇水合物分解会引起井周孔隙压力及储层水合物饱和度发生变化,导致水合物储层泥浆密度窗口更窄,引发井壁以及井口失稳等问题,并且时间长、成本高。文章介绍了无隔水管泥浆回收(RMR)技术原理,对该技术在深水表层海域天然气水合物钻探中的适应性进行了分析。结果表明,RMR技术利用双梯度原理,能有效解决目前深水表层钻井窄密度窗口难题;实时监控系统提高遇险机动性,严防硫化氢等气体发生泄漏;能够简化井身结构,缩短建井周期,降低建井成本;同时对海洋零排放,安全环保。

    • 海洋地质十号船钻探系统及其在海洋地质调查中的应用

      2020, 47(2):24-29. DOI: 10.12143/j.tkgc.2020.02.003

      摘要 (1110) HTML (264) PDF 0.00 Byte (775) 评论 (0) 收藏

      摘要:能源需求持续增长及环境污染防治、应对气候变化要求加快能源结构调整,迫切需要海洋地质调查工作为油气勘探开发提供新的靶区,为天然气水合物商业化勘查开发提供基础支撑。我国自主设计、建造的海洋地质十号船填补了我国小吨位大钻深海洋地质钻探船的空白,提升了海洋地质调查能力,也标志着我国海洋地质综合调查能力跻身世界前列,并为未来的大洋钻探提供了宝贵的经验。海洋地质十号船钻探系统针对不同地层采用不同的取心工具,顺利完成了南海某海域的钻探取心任务(A、B两个钻孔)。针对海洋钻探作业风险,制定的应对措施,保证了海洋地质十号船钻探作业的正常施工。实践证明,海洋地质十号船钻探系统可圆满完成了海洋地质钻探取心任务。

    • 水力喷射微小井眼技术用于海域水合物钻探的可行性分析

      2020, 47(2):30-35. DOI: 10.12143/j.tkgc.2020.02.004

      摘要 (1259) HTML (260) PDF 0.00 Byte (626) 评论 (0) 收藏

      摘要:天然气水合物具有储量丰富、清洁高效的特点,世界各国非常重视天然气水合物资源的调查和开采工作,我国在2017年顺利实施了海域天然气水合物直井试采工作,并取得了丰硕的成果。水力喷射微小井眼技术是一项正在兴起的新型钻探技术,已经在石油钻探中得到了一定的应用,将其应用到海域天然气水合物钻探中具有钻井成本低、可顺利完成水平段钻进、降低井眼轨迹控制难度、储层污染小,降低了大规模海底坍塌的风险的优势,但是还存在着水平段长度短、井壁稳定性差、卡钻事故处理难度大、钻井工具开发难、连续油管寿命短等关键技术问题需要解决。

    • 渤海油田油气井侧钻设计方法优化分析

      2020, 47(2):36-41,48. DOI: 10.12143/j.tkgc.2020.02.005

      摘要 (1233) HTML (318) PDF 0.00 Byte (743) 评论 (0) 收藏

      摘要:渤海油田低效井侧钻是稳产增产的重要手段之一。优化侧钻方案实现降本增效是精细化侧钻的研究重点。本文系统介绍了侧钻井设计方法,基于对低效井与侧钻井位进行合理匹配,优选侧钻井段,确定深部侧钻和浅部侧钻方案,针对浅部侧钻方案提出了隔水导管重入方案、隔水导管鞋下裸眼侧钻方案、表层套管段开窗侧钻方案、表层套管鞋下裸眼侧钻方案的适用条件与难点,针对深部侧钻方案提出了生产套管开窗侧钻方案、生产套管鞋下裸眼侧钻方案的优选流程。并以渤海某油田2口低效井A井与B井为例,进行了槽口优选、侧钻井段优选、侧钻点优选,最终通过互换2口井的侧钻井位,节约进尺1428 m。现场实施结果表明本次2口低效井侧钻方案合理,能够实现降本增效的目的。本文提出的低效井侧钻优选方法对渤海油田低效井侧钻设计具有一定的指导意义。

    • >钻探与钻井工程
    • 含缓蚀剂钻井液对铝合金钻杆材料的腐蚀影响

      2020, 47(2):42-48. DOI: 10.12143/j.tkgc.2020.02.006

      摘要 (1277) HTML (279) PDF 0.00 Byte (619) 评论 (0) 收藏

      摘要:铝合金钻杆在钻井液中发生腐蚀会引发严重的孔内事故。为了延缓钻井液对铝合金钻杆的腐蚀作用,在pH值为10、温度为70 ℃的聚磺体系钻井液中,分别加入一定比例的有机缓蚀剂(十二烷基苯磺酸钠,C18H29NaO3S或SDBS)及稀土缓蚀剂〔硫酸镧,La2(SO4)3〕,通过力学性能测试,研究缓蚀剂对7075系铝合金钻杆材料腐蚀的影响。结果表明:上述2种缓蚀剂均可降低铝合金在碱性钻井液中的腐蚀,提高铝合金钻杆抗拉强度最高达6.73%;合金中Cu、Mg、Si等元素的第二相粒子是腐蚀的敏感区域,第二相粒子脱落后即形成腐蚀坑;在产生腐蚀裂纹时,腐蚀产物主要由Al、C、O等元素组成。

    • 杭锦旗地区裂缝性漏失钻井堵漏技术研究与应用

      2020, 47(2):49-53. DOI: 10.12143/j.tkgc.2020.02.007

      摘要 (1142) HTML (305) PDF 0.00 Byte (762) 评论 (0) 收藏

      摘要:杭锦旗区块在原生构造裂缝及工程诱导缝作用下,井漏问题突出,常规静止堵漏、桥接堵漏等效果差。基于“纤维架桥、填充驻留、胶结固化”原理,优选纤维及优化长度配比,漂珠、微硅和油井水泥进行粒径级配,调控固化体膨胀、稠化、韧性等性能,完成了堵漏浆开发;配套堵漏设计方法、过程控制措施等,形成适用于杭锦旗区块裂缝性井漏的堵漏工艺。现场应用232井次,一次堵漏成功率93.5%,显著提高了钻井效率,对其它地区裂缝性井漏具有参考意义。

    • 复合钻进技术在红柳煤矿冻结孔施工中的应用

      2020, 47(2):54-58. DOI: 10.12143/j.tkgc.2020.02.008

      摘要 (1311) HTML (262) PDF 0.00 Byte (695) 评论 (0) 收藏

      摘要:神华宁煤集团红柳煤矿地质构造发育、地层倾角大、软硬互层多,冻结孔钻进施工中钻孔易偏斜,使用陀螺测斜仪配合螺杆钻具纠斜作业次数多、易复偏,影响工程进度。针对这些问题,现场研究采用PDC或牙轮钻头配合1°单弯螺杆复合钻进技术,取得了很好的防斜打快效果,值得类似工程借鉴。

    • 塔里木盆地顺北区块二叠系井漏复杂的分析及对策

      2020, 47(2):59-62. DOI: 10.12143/j.tkgc.2020.02.009

      摘要 (1184) HTML (286) PDF 0.00 Byte (644) 评论 (0) 收藏

      摘要:顺北区块钻井项目施工中,二叠系的井漏复杂情况较多,漏失量大,易发生再次或多次漏失,严重时导致井壁垮塌掉块卡钻,致使井下复杂情况高发,给钻井工程带来损失,影响了该区块的勘探开发速度。二叠系火成岩发育,地层裂缝发育,地层破裂,钻井时井下复杂主要表现为漏失。针对此问题开展了顺北地区二叠系井漏复杂分析,结合顺北区块施工项目的实际情况以及二叠系地层特点,分析了该区块的二叠系钻进难点,总结了随钻堵漏技术具体的施工措施和不同漏速下的堵漏方案.经过实践验证,该综合防漏堵漏对策能有效减少井漏复杂,提高堵漏效率。

    • >钻掘设备与器具
    • 复杂地层用绳索取心钻具的研制

      2020, 47(2):63-67. DOI: 10.12143/j.tkgc.2020.02.010

      摘要 (1237) HTML (273) PDF 0.00 Byte (804) 评论 (0) 收藏

      摘要: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。

    • 一种改进型非开挖钻机回拉助力装置

      2020, 47(2):68-72,77. DOI: 10.12143/j.tkgc.2020.02.011

      摘要 (1062) HTML (251) PDF 0.00 Byte (628) 评论 (0) 收藏

      摘要:助力装置是非开挖钻机上选配的辅助装置中非常重要的装置,有时直接决定着非开挖工程的成败。分析现有的主流马达助力装置的不足,设计了一种油缸助力装置。利用双自由度机构,实现在助力时齿形部件自动先啮合钻架齿条再达到油缸助力的目的,远程就能实现助力装置自动切换状态,减少人工,缩减成本。

    • >金刚石与磨料磨具工程
    • 不锈钢纤维网对热压铁基预合金胎体抗冲击韧性的影响

      2020, 47(2):73-77. DOI: 10.12143/j.tkgc.2020.02.012

      摘要 (1088) HTML (293) PDF 0.00 Byte (646) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对孕镶金刚石钻头在孔底钻进时受到各种冲击力而导致胎体出现裂纹甚至断裂的问题,提出了应用不锈钢纤维网提高胎体抗冲击韧性的方法。通过控制纤维网的摆放位置、目数和层数3个变量,测试了不同组合变量下的胎体抗冲击韧性。通过试验得到:(1)不锈钢纤维网能有效提高胎体的抗冲击韧性,而且X轴位置效果更好;(2)当纤维网的目数相同时,胎体抗冲击韧性随纤维网层数的增加而减小;(3)在纤维网层数相同的情况下,随着纤维网目数的增加,胎体抗冲击韧性呈现先增大后减小的趋势。当添加30目单层纤维网时,胎体的抗冲击韧性达到最大值。通过观察冲击断口、分析胎体断裂机理,解释了出现这种规律的原因,并提出了进一步优化胎体抗冲击韧性的方法。

    • >岩土工程
    • 非等长双排桩在武汉地区基坑工程中的应用

      2020, 47(2):78-82. DOI: 10.12143/j.tkgc.2020.02.013

      摘要 (1176) HTML (274) PDF 0.00 Byte (618) 评论 (0) 收藏

      摘要:以武汉仁恒公园世纪深基坑支护项目为研究背景,通过设置前长后短非等长双排桩进行基坑支护,并利用天汉设计软件对该项目的某一个支护段进行设计计算分析。结果表明:该支护段的前后排桩的最大位移为37.9 mm,在地面以下1.0 m处(即桩顶),被动区弹性抗力安全系数为3.90。而本项目基坑预警控制指标为支护结构水平位移≤40 mm,能够满足设计监测要求,为以后非等长双排桩在基坑中的应用提供参考借鉴。

    • 厚层近海回填抛石填土层钻孔灌注桩施工技术

      2020, 47(2):83-87. DOI: 10.12143/j.tkgc.2020.02.014

      摘要 (1059) HTML (265) PDF 0.00 Byte (682) 评论 (0) 收藏

      摘要:烟台港万华工业园码头工程改造项目,设计采用φ600、1000 mm的钻孔灌注桩。上部为厚层近海回填抛石填土层,钻进困难,极易塌孔,成孔难度大,采用大型旋挖钻机带护筒跟管钻进成孔,内外二层套管护壁,穿过回填层及混砂层后,采用泥浆护壁旋挖钻机继续钻进,护筒不再跟进,既可保证成孔质量又能降低施工成本。外护筒可在灌注完成后拔出,重复利用,减少工程造价。

    • >隧道与爆破工程
    • 盾构辅助常压开仓技术在南宁地铁隧道中的应用

      2020, 47(2):88-93. DOI: 10.12143/j.tkgc.2020.02.015

      摘要 (1200) HTML (306) PDF 0.00 Byte (688) 评论 (0) 收藏

      摘要:盾构开仓是盾构隧道施工中难以避免的一道工序,结合南宁地铁四号线总部基地站-飞龙路站区间隧道的盾构开仓实践经验,介绍了素桩加降水这一辅助常压开仓技术在南宁地铁隧道中成功应用的实例。在介绍工程应用背景的基础上,详细叙述了辅助开仓方法中素桩及降水施工的技术要点,可为南宁地区盾构开仓方案选择提供指导,也可为类似条件下盾构开仓方案的选择提供借鉴。