2020, 47(7):1-7. DOI: 1672-7428(2020)07-0001-07
摘要:深海钻探通常采用无隔水管开路钻进,当更换钻头或钻具,测井、处理孔内事故等情况时,需要起下钻后重新进入原钻孔,此过程称为重入钻孔。由于钻探船与海底孔口有数千米的水体相隔,受海浪和洋流作用,钻探船动荡不稳,钻杆柱摇摆不定,要想重新进入原钻孔并非易事。本文通过广泛调研,对海底基盘、声呐重入系统、水下电视重入系统及无人遥控潜水器(ROV)等目前几种常见的重入钻孔技术进行了详细介绍,对各种技术的优缺点进行了综合对比,优选了水下电视重入系统作为我国深海钻探重入钻孔技术方案,初步提出了技术设计思路,为样机研发和工艺制定奠定了基础。
2020, 47(7):16-22,35. DOI: 1672-7428(2020)07-0016-07
摘要:大洋钻探通常采用无隔水管开路钻进,在松散破碎地层常因孔壁失稳导致孔内事故,最理想的护壁方式是下套管将不稳定地层封隔开。传统下套管方法程序复杂,作业时间长,易发生缩径、塌孔,套管不能顺利下入到预定位置,施工风险大、成本高。本文介绍了一种跟管钻进下套管技术,利用套管下扩孔器、井下动力钻具、套管送入工具等配套设备,实现钻进和下套管工序“合二为一”,简化了施工程序,可显著节省施工时间,解决了深海无隔水管钻进复杂地层下套管作业困难、施工风险大、成本高等技术难题,为实现海洋深部钻探取心目标提供了技术支持。
2020, 47(7):23-29. DOI: 1672-7428(2020)07-0023-07
摘要:海域固体矿产资源勘探、开发是海洋开发和利用的重要组成部分。本文主要从钻探设备、工艺、安全等方面对海域地质岩心钻探工程技术进行分析,总结了相关技术措施:一是除依据地质要求选择常规钻探设备外,要依据海域环境特点,选择安全可靠的钻探平台;二是钻孔结构设计、钻进方法、冲洗液等均应符合海域特点和要求;三是必须坚持安全第一原则,编制安全应急预案等。通过山东莱州三山岛北部海域金矿勘探项目应用实例,证实了海域地质钻探工程技术的适应性。
2020, 47(7):30-35. DOI: 1672-7428(2020)07-0030-06
摘要:在海洋钻探过程中,钻井液循环方式一直备受关注,在海洋环境保护法和HSE的要求下合理选择钻井液循环技术方法是钻探工程师必须要考虑的问题。本文介绍了浅水钻探、深水钻探钻井液循环技术的发展历史和技术现状,其中包括石油套管循环、双层套管循环、隔水导管循环、隔水管循环、无隔水管循环(RMR)、反循环(RDM)、水力反循环(HRC)以及气举反循环技术,分析了钻井液循环技术的装备结构、施工工艺以及工作原理,提出了海岸工程、近海工程以及深水油气、矿产资源的勘查开发对不同钻井液循环技术的市场和技术需求,以及该类技术在大洋科学钻探中应用的可能性。
2020, 47(7):36-40. DOI: 1672-7428(2020)07-0036-05
摘要:漂浮式工作平台受天气、波浪、潮汐等自然因素的影响较大,需根据天气窗口期进行作业施工,对工期紧、需较长作业周期、技术要求高的项目并不适用。本文设计的自升式工程地质勘察平台,既具备了浮式工作平台、改装驳船等施工平台的优点,又因其具备自升功能,施工期间甲板离开海平面可以最大程度避免气象、环境因素的影响,有效延长施工窗口期,提高工作效率,同时稳定的海上作业平台,极大地提高了数据参数获取的准确度。
2020, 47(7):41-46. DOI: 1672-7428(2020)07-0041-06
摘要:近些年,随着地热资源不断开发和利用,无论是单井开采还是定向井和直井结合开采,由于井筒和地层没有实现完全封隔,注水开采地热过程中,注入的地表水跟地下水将产生交换,导致地下水资源的污染以及大量尾水带来的环保隐患。尤其随着城市大量地热资源的开发,这一问题将显得尤为突出。本技术研究将通过地热连通井热交换隔离开采技术的设计与实施,分析地热连通井的热交换效率和井筒与地层的封隔技术手段,建立一套热交换隔离开采技术方法,实现地热井开采过程中取热不取水,为城市周边地热资源的开发提供基础数据和技术支撑。
2020, 47(7):47-55. DOI: 1672-7428(2020)07-0047-09
摘要:在松散、松软、破碎等复杂地层钻进时,与常规取心技术相比,割心技术能够获得更高的岩心采取率。国内外研发的割心钻具主要包括双动双管、单动双管和绳索取心割心钻具3种,钻具研发的关键点主要包括岩心爪结构设计和加压方式选择。从钻具研发情况看,三角形岩心爪具有良好的闭合性能,液力加压能够实现对割心压力的准确控制,绳索取心割心钻具钻进效率较高,但研发难度相对较大。本文详述了国内外割心钻具的结构设计特点及取心操作流程,分析了钻具设计原理的优缺点,提出了割心钻具发展趋势,为割心钻具的优化设计奠定了基础。
施山山 , 闫 家 , 李 宽 , 王 文 , 李鑫淼 , 汪凯丽
2020, 47(7):56-61. DOI: 1672-7428(2020)07-0056-06
摘要:数十年来,国内外专家学者针对破碎地层取心技术做了大量的研究,在提高岩心采取率、增加回次进尺、降低进心阻力、提高机械钻速等方面取得了显著成效。但针对破碎地层岩心频繁卡堵的解决方法研究相对较少,虽然以JamBuster为代表的解堵取心工具,通过增加衬管的方法在一定程度上缓解了岩心卡堵情况、增加了回次进尺,但仍未从根本上解决卡堵问题。本文总结了近年来国内外针对破碎地层取心的研发现状,分析了其中存在的不足,提出了几点发展完善建议。
李小洋 , 李 宽 , 王志刚 , 张永勤 , 尹 浩 , 施山山
2020, 47(7):62-65,72. DOI: 1672-7428(2020)07-0062-04
摘要:天然气水合物作为一种高效清洁能源,广泛分布于海洋和冻土带中。经过近几年的勘探,在我国南海发现了储量非常丰富的天然气水合物资源,并成功进行了试开采,取得了可喜的成绩,也使我国在该领域处于国际领先地位。随着水合物勘探开发程度的进一步加快,作为水合物调查钻探取样的重要利器——保真取样钻具的保真效果已经被越来越多的研究者所关注。本文从科普的角度介绍了天然气水合物保真取样的必要性、国外发展历程及国内近年来的研究成果,以此达到相互交流、相互促进的目的,最终推动保真取样技术的国产化应用。
2020, 47(7):66-72. DOI: 1672-7428(2020)07-0066-07
摘要:针对目前国内外水溶液聚合从实验室小样合成条件与工业化生产条件存在很大差异,且仍没有简便可行的科学指导方法问题,本研究以固井降失水剂放大合成为例,根据降失水剂合成特点,在相似性放大原则上研选了合成工艺条件为主的放大基准,并以此建立了搅拌功率N p 放大模型,开发了适用于水溶液聚合放大合成方法。室内采用放大合成方法,通过AMPS类固井降失水剂2~10倍体积量放大实验,所得产物与实验室小试最佳产物转化率和120 ℃API失水量差距分别在5%和10 mL以内,分子量和红外测试结果也表明是同一产物;同时成功指导了50 L中试生产,其产品质量稳定,产品的物理性能及固井水泥浆应用性能测试结果与实验室小试一致。结果表明,放大合成方法能有效降低放大效应对放大合成的影响。
张万河 , 和 新 , 郝国利 , 刘 成 , 张淼鑫 , 杨永超
2020, 47(7):73-77. DOI: 1672-7428(2020)07-0073-05
摘要:河北省涞源县龙门金多金属矿普查工作,贯彻绿色勘查理念,对槽探工程、老硐清理、钻探工程按《绿色勘查指南》进行了专项设计并付诸实施。槽探工程施工挖掘的腐植土和碎石就近分开堆放并遮盖,待项目验收合格后,回填腐植土和碎石,最后平整并绿化;老硐清理出的碎石选择离硐口较近的相对平坦的地方堆放,并做好防护工作,最后覆土绿化;钻进工程采用清水和环保泥浆做冲洗液,金刚石单管和绳索取心钻进,提高了效率,减少了对地质环境的影响。机台建设占地少,施工过程中避免油污等的外溢,项目竣工验收后地貌恢复采用植草、自然恢复等绿化方法。绿色勘查充分贯彻了绿水青山就是金山银山的绿色发展理念。
2020, 47(7):78-81,87. DOI: 1672-7428(2020)07-0078-04
摘要:基于高压旋喷成桩机理以及目前市场对大桩径施工的需求,针对普通旋喷施工成桩直径小、排泥污染环境等问题,研制了一款能适应新工艺、新工法且能解决上述问题的多管喷头。通过对喷头在地下工作的实际状态进行分析,新研制的多管喷头具有地内压力检测、专用通道排泥及浆管通径大等特点,可以实现大桩径施工、泥浆可统一回收及避免施工对周边建筑的扰动。
2020, 47(7):82-87. DOI: 1672-7428(2020)07-0082-06
摘要:根据RJP工法的施工工艺,设计了XLT[CD*2]230型高压旋喷钻机的液压系统,主要有:动力头回转回路,能够实现正反转连续切换,满足RJP工法摆喷施工要求;动力头提升下降回路,能够实现动力头快速提升下降和慢速提升下降,实现间歇步进提升功能;钻机行走回路,要求行走稳定,不跑偏;辅助动作回路,保证辅助动作稳定可靠。现场施工试验表明,该钻机液压系统设计合理,可靠性高,系统节能效果好,完全能够满足RJP工法的施工要求。
2020, 47(7):88-93. DOI: 1672-7428(2020)07-0088-06
摘要:向家坝水电站坝基挠曲核部破碎带补强灌浆浆液采用高抗硫酸盐水泥浆液。灌浆孔深多超过150 m,钻灌施工过程中,其浆液稳定性、可灌性、固壁性、泌水性、初凝时间、结石体强度等,较常规工艺有更高的要求。为此,结合向家坝水电站坝基补强灌浆处理,现场开展了“掺加缓凝型减水剂的高抗硫酸盐水泥浆液”与“改性高抗硫酸盐水泥稳定浆液”对比试验研究。研究发现,采用六偏磷酸钠替代缓凝型高效减水剂作为缓凝剂与分散剂的改性高抗硫酸盐水泥稳定浆液稳定性、可灌性、固壁性、泌水性、初凝时间、结石体强度等性能均较掺加缓凝型减水剂的高抗硫酸盐水泥浆液更优,其性能与工艺的匹配性更好。
2020, 47(7):94-99. DOI: 1672-7428(2020)07-0094-06
摘要:南京江北新区中心区地下空间一期基坑涌水事故是由于基坑内废桩孔回填封堵不密实,导致深部承压含水 层中承压水击穿废桩孔,造成涌水的事故.事故发生后,采用混凝土回填反压涌水,后在桩孔内注浆封堵,但均未 成功.之后经过调查和分析研究,确定采取降水方案,即降低深部承压水水位至涌水口以下,在无涌水的情况下进 行注浆封堵.该降水封堵方案实施历时18天,成功地解决了涌水事故.本工程涌水事故的处理为类似工程提供 了有益的经验.
2020, 47(7):106-111. DOI: 1672-7428(2020)07-0106-06
摘要:传统的地下排水管道损伤粘合修复方法修复后外渗较多,为了解决这一问题,基于虚拟现实技术提出了一种新的排水管道损伤粘合修复方法,通过负压波形图法定位排水管道的损伤位置和损伤程度,然后通过通信模拟器进行排水管道损伤信号的输送,计算机输出排水管道的损伤鉴定,采用虚拟仿真技术,应对不同损伤程度的排水管道,合理地进行粘合修复处理。结果表明,与传统修复方法相比,基于虚拟现实技术的排水管道损伤粘合修复材料更加合理,在修复后会通过特殊试剂进行清洗,提高了排水管道损伤处的粘合效果,降低排水管道损伤粘合修复后的外渗量。