摘要:-

摘要:简要概述了地质钻探技术的发展历史及现状及其在国民经济及人类生存发展中的作用，分析论述了钻探技术的发展既要与时俱进，又要结合自身特点及地球科学和地质工程对其需求而肩负起责任。阐明了智能化及绿色发展在钻探技术领域实施的现实及可能性，提出了钻探技术要以高效、低耗、可靠、环保的方式，继续肩负起未来人类开展地质调查工作中钻探技术验证的重任作为担当与使命的见解。强调地质钻探技术的实用性及实践验证方便的特点，随着现代科技的发展，钻探技术也必将不断发展，但钻探技术作为一种实用技术，自身发展必须以实事求是、按照科学规律以及向更好完成使命的方向发展。

摘要:本文针对中国主导的IODP349、367、368/368X航次的钻探取心存在的问题，通过详细分析取心数据，分别对沉积岩和硬岩地层所采用的取心器具、影响岩心采取率、岩心质量、取心效率等因素进行具体分析，分类总结了大洋钻探取心受岩性、工艺器具和外部环境等多方面综合影响的原因和程度，初步提出了相应的改进措施。

摘要:天然气水合物作为一种高效清洁能源，广泛分布于我国南海海域的沉积地层中。我国先后于2017年和2020年成功开展了2次试开采，但由于海域天然气水合物特殊的赋存条件，单井水合物试采仍然面临着开采范围小、高产稳产时间短等问题。为了提高水合物的开采范围，基于cohesive单元进行了水合物储层二维水力压裂数值模型研究，比较了100 m×100 m和20 m×20 m两种模型的裂缝半长和宽度，得出了当注入压力为25 MPa时，压裂裂缝半长均为6 m，最大宽度分别为5.8、5.5 mm，构建尺寸较大的模型得出的实验结果更加准确。并且研究了裂缝宽度随注入时间的变化规律，随着注入压力和注入量的不断增加，初期裂缝宽度急速变大，后续在地应力和注入流体压力的共同作用下裂缝出现“阶梯式”的扩展规律。该研究在页岩气和煤层气等非常规能源储层水力压裂模型分析中得到了成功运用，为海域天然气水合物储层水力压裂提供一定的理论指导。

摘要:为给钻柱上功能短节的结构设计及优化提供指导，以承受压弯扭组合载荷的极限工况为例，对675型仪器串的泥浆脉冲器短节模型进行简化处理，建立了有限元分析模型。针对675型仪器串上泥浆脉冲器短节的结构特点，对泥浆脉冲器短节的不同区域采取不同的网格划分方法。在模型两侧添加工装以进行复合加载，对于压弯扭组合载荷中的弯曲载荷，通过计算极限狗腿度下产生的最大挠度进行等效加载。分析结果表明，在压弯扭组合载荷共同作用的极限工况下，应力集中现象主要出现在钻铤及电子骨架上，开孔及开槽处为薄弱位置，基于分析结果提出了675型仪器串泥浆脉冲器短节的结构改进建议。本文提出的分析方法和设计经验可为此类功能短节设计及优化提供参考。

摘要:文昌13-2油田B台位于南海西部珠江口盆地，属于海上边际小油田。受槽口数量及钻机能力限制，经过综合评估，并结合文昌13-2油田实际开发需求，首次在简易导管架利用修井机从?914.4 mm隔水套管内同时下入3根?339.7 mm无接箍套管，并采用相关技术措施，以便在后续作业中利用一个槽同时实现3口井独立的钻完井作业。以该槽口作业的B20、B22和B23井为例，系统介绍了单筒三井设计原理、槽口选择、定向井轨迹设计、井身结构设计、表层套管下入、表层套管固井等关键技术。单筒三井关键技术在文昌13-2油田成功应用，对海上油气开发中，提高海上钻井槽口利用率及有效降低海洋工程建设成本提供参考和建议。

摘要:在地质钻探和石油天然气钻井中，尤其是在深部钻进中复合片钻头得到了广泛的应用，取得了很好的技术经济效果。但是，常常发生复合片非正常磨损甚至损坏的情况，影响了其推广使用。俄罗斯钻探工作者在对其进行深入研究的基础上，提出了使用新一代楔形复合片和圆锥弧形复合片组合，设计出新型结构减振复合片钻头，取得了一定的进展，技术经济效果良好。

摘要:针对磷石膏地层水平孔钻探工程存在松散磷石膏层孔壁坍塌、磷石膏遇水分散影响取心质量、冲洗液受钙侵导致其性能恶化以及钻孔轨迹控制困难等技术难题，同时满足绳索取心钻进工艺要求，室内针对性地开展了冲洗液技术研究，分析了磷石膏地层水平孔钻进对冲洗液性能的要求，并在室内处理剂优选、配方优化的基础上，研发了钙基成膜环保冲洗液体系，并成功应用于贵州某磷石膏矿尾矿库中的水平孔钻探工程。室内试验及现场应用结果表明，该体系具有良好的抗钙侵能力，滤失量低，流变性能相对稳定；能够在岩心表面形成相对坚固的保护膜，强化磷石膏孔壁，有效预防孔壁坍塌；保护岩心免受冲洗液侵蚀，提高了取心质量。此外，该体系由无毒和易降解的环保材料组成，具有良好的环保性能。

摘要:根据地质需要，采用XY-6B型钻机在内蒙古棋盘井煤矿区实施了一口设计深度535 m的科学实验孔，终孔孔深540 m，终孔口径133 mm，完钻后需进行地球物理测井工作。为了减小钢套管对入井仪器信号屏蔽，需要按地质设计下入?90 mm PVC-U套管，下PVC-U套管前做了大量准备工作，主要从孔径参数设计、PVC-U套管连接改造、采用导正锥头防止PVC-U套管下入过程发生磨损卡钻及加工滤水管平衡冲洗液浮力等方面入手，顺利完成了该科学实验孔的PVC-U套管下管工作，确保了一系列孔内科学实验工作的顺利完成。

摘要:螺旋输送器是卧式螺旋离心机回转系统的重要组成部分，其作为唯一的不规则回转部件会随着离心机回转系统高速旋转，因此螺旋输送器的动平衡精度会对整机的使用寿命产生重要的影响；同时，由于螺旋输送器结构的特殊性，动平衡工艺在选择及实施方面具有一定的局限性、困难性，进而影响动平衡精度。本文通过对螺旋输送器的动平衡效果进行理论分析，确定影响动平衡效果的关键因素有转子结构形式、转动半径及转速等；并结合动平衡试验过程提出一种优化后的动平衡工艺，主要包括动平衡机的校准、定标、配重位置选择及剩余不平衡量的加重方法等，旨在减小螺旋推进器的剩余不平衡量，提高动平衡精度。最后通过对离心机轴承座温度和振动监测对比，证明该工艺可有效降低离心机整机运行过程中的振动、提高轴承使用寿命。

摘要:针对大量岩心钻探施工追求高效钻进、快速移动和安全可靠的多项需求，设计了XYT-1500加强型岩心钻机拖车平台。拖车采用全挂牵引方式，液压系统带独立液压泵站，支腿油缸设计有机械丝杠锁，与液压锁起到双保险的作用，钻塔具有运输、施工和落塔3种状态，便于长途运输和勘探作业。XYT-1500加强型岩心钻机拖车平台与XY-5、XY-6型立轴式岩心钻机配套，使传统立轴式岩心钻机成为了拖车式钻机，整体设计提高了钻机运行的可靠性、先进性、经济性和安全性，达到了预期的目的。

摘要:声频环保钻机是一种高端土壤调查取样装备，钻机液压动力头产生高频激振力驱动钻具克服浅部地层阻力，使钻具周围地层发生局部液化进而快速获取高质量的地层原状样品。本文在提出50 m声频环保钻机主要设计参数的基础上，对钻机液压系统设计方案进行分析，选定了开式液压系统以简化系统油路结构。液压系统采用主油路和辅油路的控制方案，主油路驱动动力头振动、回转、给进和履带行走等动作，辅油路驱动支腿调平、桅杆起落和桅杆滑移等动作。对液压系统参数进行了设计计算，选定钻机液压系统工作压力为21 MPa，计算主油路总流量为320 L/min，据此确定了发动机的功率及型号，然后安装调试液压系统并进行了参数检测。在此基础上，开展了钻机在土壤采样中的应用推广，包括大直径双管采样、半合管采样以及复杂地层采样，取样效果良好。钻机液压系统工作稳定，安全可靠，液压管线排布美观，操控灵活方便，能够满足工程应用要求。

摘要:针对水平井、定向井等钻井过程中摩阻大、托压等问题，研制了?127型水力振荡减摩装置，可减小管柱与井壁或套管壁之间的摩擦力，有效改善钻压传递，延伸大位移井、长水平井等井眼长度，提高机械钻速。首先分析了水力振荡减摩钻井技术机理，对水力振荡减摩装置的主要部件进行了技术分析，介绍了该装置的工作原理。通过数值模拟、室内试验和现场试验相结合的方法，验证了减摩装置设计的可行性和振动的稳定性。研究结果表明，该装置性能可靠，其脉动压力频率和幅值、轴向振动位移均随排量的增大而增大。研究成果可为钻井减摩降阻、提高机械钻速等相关技术与工具研究提供参考。

摘要:扭力冲击器在石油、天然气行业钻井中得到广泛应用，具有提速增效的作用。而干热岩钻井工作环境不同于油气钻井，面临着高温、高压、硬岩、强研麿性以及深井、超深井等问题，因此对扭力冲击器进行了针对性设计，并进行试验应用。在扭力冲击器2次入井试验中，对硬-极硬岩地层进行了不同钻具组合下的钻进试验，确定了扭力冲击器对钻进效率的影响机理。结果表明：（1）扭力冲击器能够消除螺杆钻具因离心惯性力造成钻具的横向振动，验证了扭力冲击器与螺杆钻具组合应用的可行性。相比未使用扭力冲击器井段，机械钻速提高29.59%。（2）从碎岩机理和地层适配性上，相比PDC钻头，牙轮钻头在扭力冲击器+螺杆钻具+转盘复合钻进的方式下，有着较高的钻进优势。试验成果可为扭力冲击器与牙轮钻头匹配性研究和扭力冲击器与螺杆钻具的耦合性研究提供较好的技术基础。

摘要:现有的岩屑流量测量系统在实际工作过程中存在岩屑倾倒不彻底，以及井眼清洁和井壁稳定方面的风险。本文在分析影响水平井井眼清洁因素的基础上，针对现有岩屑流量测量存在的问题，提出了基于岩屑推扫的岩屑流量测量技术方案，解决了以往岩屑流量测量过程设备倾倒岩屑不彻底问题，减少人工清洁频率；基于岩屑返出率建立了井眼清洁和井壁稳定定量监测方法，形成了井眼清洁和井壁稳定风险监测与评价方法。通过现场应用测试，成功预警了井眼不清洁和井壁失稳风险，证明了本文建立的方法可以应用于现场施工中。

摘要:JZ04井是中国地质调查局在华北地区冀中坳陷区域部署的一口地热勘探井，设计井深4000 m，完钻井深4016.63 m，完钻井径215.9 mm。针对一、二开井眼直径大容易产生井内坍塌、漏失、埋钻卡钻等事故，开展了钻具组合和钻井液配比研究；针对目的层取心效率低开展了取心技术研究。JZ04井的施工经验可为后续施工提供经验指导。另外，对实物岩心资料、测井资料、抽水试验数据等分析，获取该区域深部热储层厚度、温度、岩性、渗透性、出水量等参数，为揭穿高阳低凸起中南部新生界和中—新元古界碳酸盐岩地层，研究高阳低凸起中南部碳酸盐岩储层分布特征和深部地热资源评价工作提供基础资料。

摘要:潜孔锤反循环跟管钻头是破碎岩石的主要工具，同时是实现反循环钻进的重要部件之一，广泛应用于地质灾害防治工程中。钻头在钻进过程中承受交变的冲击载荷，易产生应力集中和疲劳破坏。活塞碰撞钻头后产生的应力波传播至钻头与岩石接触面后发生反射引起应力波叠加，使得钻头受力增加。为保证跟管钻头的正常工作，本文利用ABAQUS对不同冲击载荷下FGQ-600型大直径潜孔锤跟管钻头进行模拟及强度分析。结果表明：（1）钻头应力随冲击功增大而增加；（2）在潜孔锤2500 J的冲击功下，钻头体最大等效应力为808.9 MPa，小于材料屈服强度，满足强度要求；（3）起下钻时销轴应力随直径增大而减小，40 mm时销轴最大应力为383.66 MPa，低于材料屈服强度785 MPa，满足强度要求；（4）当销轴直径为16 mm时，销轴发生塑性变形，建议销轴直径≮20 mm。

摘要:多分支水平井注浆技术因其施工成本低、环境污染小、隔水效果好等特点，被广泛应用于煤矿水害治理中。但由于煤层底板普遍存在断层发育、目的层薄、破碎带聚集等复杂情况，施工时常出现泥浆漏失、顺层钻进困难、穿越断层易卡钻等难题，严重影响了注浆治理效果。针对这些问题，本文以安徽某煤矿为例，在对其地质特征进行分析的基础上，从定向轨迹设计、定导向设备选型以及井眼轨迹控制等方面展开研究，将定向钻进和地质导向技术结合，优化复杂地质条件下多分支水平井定导向技术，并成功应用于多分支水平井超前注浆改造工程中。现场应用表明，该技术提高了井眼轨迹控制的精确性，保证了目的层钻遇率，应用效果良好。

摘要:目前，大多数BIM软件缺乏基坑支护工程设计相关族类，致使设计人员难以高效创建复杂的基坑工程BIM模型。本文基于Revit软件，采用参数化建模方法，依据构件标准化命名规则，设计开发了基坑工程中常用的支护族库，提出一套基坑工程各阶段模型构建及施工过程模拟方案。以长沙市某实际基坑项目为例，采用本文开发的外族创建基坑支护模型，验证了建模方案的可行性，最后基于Fuzor软件实现了该实际基坑施工过程的仿真模拟。结果表明，利用本文研究开发的基坑工程相关Revit外族体系，BIM技术可以更好地应用于基坑工程，从而为设计人员在基坑工程中应用BIM技术提供技术便利。

摘要:针对富水砂卵石层地下连续墙施工过程中槽壁发生垮塌，而常规堵漏材料（如水泥）并不十分适用的问题，通过单因素试验分析了成胶剂（阴离子聚丙烯酰胺）、交联剂（铬交联剂）、增强剂和粘土对浅层堵漏聚合物凝胶性能（成胶时间、粘度、强度、稳定性）的影响，并利用正交试验得到了最终的优化配方，同时分析了该凝胶材料的形成机理。结果表明：增强剂能够在凝胶内串联成胶剂，进一步增强凝胶强度和稳定性；而粘土同样能够缩短交联时间、增强凝胶体强度，但粘土不利于浆液的稳定性，稍微过量便导致浆液分层。最终的优化配方为：15%铬交联剂+5%成胶剂+8%增强剂+7.5%粘土，测试其性能能够满足地下连续墙浅层堵漏的要求。

摘要:为了研究边界对花岗岩常规三轴离散元模拟试验的影响，使用颗粒流模拟软件（PFC3D），基于三维等效晶质模型（Grain?-Based-Model）方法生成花岗岩模型，同时利用有限元-离散元（FDM-DEM）耦合建模技术，分别建立刚性、柔性膜以及有限元单元（“Shell”）3种边界下的离散元三轴试验，结果表明：相较于“Shell”边界，刚性边界会提高岩样发生应力集中现象的概率，影响岩样的破坏形态；柔性膜边界会导致岩样在三轴加载过程中所受的实际围压大于目标围压，并显著提高岩样的残余强度；而“Shell”边界下的岩样所受围压稳定，发生应力集中的概率最小。综合分析可得：在花岗岩离散元三轴模拟中“Shell”边界是合适的选择。