摘要:钻探工程施工目前通常是凭经验进行。应该改变这种情况，把凭经验施工转变到依靠科学施工上来。俄罗斯钻探专家提出把金刚石钻进中的机械钻速、钻头每转进尺和单位进尺能耗量3个参数综合起来研究，开发了控制钻进过程最优化的软件，经试用，取得了良好的效果，值得我们借鉴。

摘要:在冰层钻进时，热融钻具往往会发生倾斜，导致其偏离目标冰层，无法完成既定钻探任务，因此必须对热融钻具的倾斜进行预防和纠正。为此，本文首先分析了热融钻具发生倾斜的原因，并将其归纳为热融钻头底部冰层受热不均、热融钻具结构稳定性差、放缆速度高于钻进速度、钻孔直径过大等；然后，从热力法、重力法、浮力法、推靠法、扶正器法、导向杆嫁接法、钻孔直径减小法等方面归纳总结了热融钻具的防/纠斜方法，从而为进一步开展热融钻具防/纠斜研究奠定了基础。

摘要:随着钻进深度的加深，破碎硬岩地层愈发困难，提高转速成为硬岩地层快速有效破碎的可行方法之一。孕镶金刚石钻头在硬岩层中具有较好的应用效果，常规转速下孕镶钻头与岩石之间相互作用机理较为完善，超高转速下也有相应的应用和研究基础，但碎岩机理尚未完全清晰。为探究常规速度至超高速下单粒金刚石对岩石的切削力和硬岩的破碎变化情况，以孕镶钻头和岩石相互作用界面响应模型为基础，利用ABAQUS软件建立单粒金刚石切削岩石的二维模型，并提出一种近似分析方法，并进一步推导单粒金刚石受力表达式。结果表明：（1）单粒金刚石对岩石的切削作用主要集中在切削具与岩石接触界面的中上部，高速下比常规切削速度下单粒金刚石受切削力减小，且主要作用部位受到切削速度改变的影响。（2）金刚石颗粒作用岩石中存在塑性破坏和脆性破坏且两种破坏模式交替产生，超高速下岩石产生脆性破坏的比例相比于常规切削速度有所增加，且超高速下切削力波动范围更小，岩石破碎所需的能量更少。（3）提出一种孕镶金刚石钻头碎岩响应近似分析方法，将产生碎岩作用的金刚石颗粒等价为具有“刀尖”和“前、后刀面”的切削具进行分析，推导得到单粒金刚石受力表达式，其受力与切削速度、切削深度等因素有关。研究结果可以为提高转速切削硬岩地层的进一步研究及应用提供依据和参考。

摘要:在小口径深孔取心钻探领域中，除了传统的提钻取心方法外，绳索取心工艺、螺杆马达孔底动力工具等钻进方法也被广泛地应用，不同的钻具组合与钻杆柱一起组成了长细比很大的柔性杆件，在钻进过程中产生复杂的振动，极大地影响了钻探工程的安全性。目前，以钻井工程为代表的管柱振动理论已经发展出了很多成熟的分析方法，但是针对小口径深孔钻探的垂直孔身结构、金刚石钻头磨削岩层、特别是选择不同钻具组合和钻进方法时，相关的管柱扭转振动特性研究依然不足。有限元分析方法适用于求解边界条件复杂的问题，用于钻探管柱的振动特性分析有很好的效果。基于ANSYS软件，选取适用于小口径深孔钻探的多种典型钻具组合，建立相应的有限元分析模型，求解孔深、钻压等因素与管柱扭转振动特性之间的关系，并给出了不同孔深条件下可能引起管柱共振的临界转速求解方法。该研究可在钻具组合选择、转速选择和管柱安全性评价等方面为小口径深孔取心钻探工程提供一定参考。

摘要:小秦岭国家级整装勘查区综合物探科研钻探专项，旨在查清小秦岭地区深部地质结构及隐伏矿体的储存特征，因勘查区内没有施工过深孔，深部地质资料缺乏，施工未知因素较多，综合该钻探专项基本情况、地层岩性、钻孔深度及终孔直径，选择一套实用的钻探设备和以绳索取心钻进、LBM冲洗液体系为主要钻进工艺来满足施工需要；在施工过程中，遇到上部地层取心率低、涌水、吸附卡钻、掉块卡钻、孔内漏失、片麻岩地层防斜、起拔套管困难等技术问题，针对出现的技术问题，制定了切实可行的解决方案，对今后该矿区或类似地层钻探施工具有一定的借鉴意义。同时总结、形成了一套针对破碎、胶结性差地层的泥浆体系，在维护孔壁方面取得了良好的效果，有效预防深孔重大孔内事故，提高了施工效率，节约了钻探施工成本。

摘要:铀矿是我国重要的战略矿产资源，国家有关部委、中国地质调查局、中国核工业地质局，以及四川、山东、宁夏、广西等多省和自治区均明确在新一轮找矿突破战略行动中加大铀矿地质工作投入。本文结合中国核工业地质局2021—2022年生产中科研项目成果以及部分地勘单位良好的工艺实践，建立钻月效率计算模型，系统分析了铀矿地质钻探生产效率影响因素，并针对性地提出了钻探生产全过程的提质增效建议，包括提高纯钻速度、台月时间利用率、实钻率以及生产台时利用率等4方面的具体建议，为地勘钻探工艺进步和管理提升提供参考依据。

摘要:针对深海硬岩取心钻进过程中钻进效率低、取心率低、扰动大、事故率高等问题，本文以深海硬岩为研究对象，通过有限元数值分析软件，探究深海硬岩在回转、冲击复合工况下的破碎机理。研究结果表明：旋转冲击的破岩方式可有效的提高深海硬岩钻进效率；钻进取心过程中可优选15~25 kN钻压，凸台高度可优选4~6 mm，此时钻进速度较快、获取岩心质量较高、能量利用率高；在震击部件强度允许的条件下，冲击频率越接近最优频率，钻进效率越高。

摘要:实施海洋地质绿色勘查是在新时期对海洋地质勘查工作提出的新任务、新要求。我单位积极践行绿色发展理念，以省内首批实施的海洋牧场项目“山东省威海市海洋牧场示范区海底沉积物地球化学调查”为试点，首先编制了院绿色勘查管理办法及相关实施细则，然后在施工过程中合理布置施工设备，改进船只定位技术、优化钻探施工工艺、改良地质取样过程，最大程度地减少用海面积、降低环境污染、避免阀架破坏。绿色勘查成果获自然资源部第二批绿色勘查项目，总结和积累的实践经验希望为其他地勘单位提供可复制、可推广的海洋地质绿色勘查工作方法。

摘要:随着深井、超深井勘探开发力度的不断加大，深层高温、高压等苛刻条件对钻井液提出了更高的要求。针对常规井筒强化材料较难满足深层、特深层钻井过程中的高温、高压等难题，研究了一种在150 ℃条件下即可膨胀的石墨材料，探索其在高温钻井液中的封堵、降滤失等特性。膨胀石墨是一种具有耐高温（500 ℃）、高膨胀性能、自润滑性的柔性膨胀材料，现有膨胀石墨起始膨胀温度通常都高于300 ℃，无法在井底温度条件下发生膨胀。本文采用多元氧化插层法制备了低于300 ℃即可膨胀的石墨材料，将其起始膨胀温度由300 ℃降至150 ℃，研究了该膨胀石墨多元氧化插层膨胀机理，进一步考察了其在高温钻井液中的封堵、降滤失性能。

摘要:大口径页岩气地质调查井皖望地3井部署在下扬子陆块沿江岰陷带望江凹陷，是一口定向井，设计井深1950 m，完钻井深1985 m。钻探目的是探索二叠系大隆组、龙潭组及孤峰组含气性，并验证区域地层层序。本文介绍了钻井设计和施工过程，针对钻井作业中的险点和难点问题，通过预判和实钻相结合策略，提出了钻井安全、定向钻进、钻井液使用管理以及地质云钻井工况实时监测等4项技术保障措施，确保了钻井任务顺利完成。最后，结合实钻情况和测井数据对钻井质量、效率及取心质量进行了分析评述，实现了无重大井内事故发生，钻井质量合格，施工进度高效的目标，取得了较好的经济效益，为该地区大口径钻井工程施工提供了较好的技术经验。

摘要:东南沿海深部干热岩科学钻探HDR-1井在3000 m以深发生卡钻事故，经过多种方法处理后，井内仍留有100多米“落鱼”。由于继续套铣打捞井内“落鱼”难度大、风险高、周期长，经多方论证，决定采用侧钻绕障技术绕过事故井段。经过对套管斜向器侧钻、裸眼水泥塞侧钻和裸眼斜向器侧钻3种方案进行对比，最终采用裸眼水泥塞侧钻方案。此次侧钻绕障的成功应用，在国内干热岩施工中尚属首次，克服了大深度、大直径、高温度、高硬度等技术难题，综合运用了随钻测量、复合动力钻进工艺、抗高温钻井液等先进技术，为我国干热岩科学钻探与深部地热资源勘探提供了新的技术支撑。

摘要:深部地热钻探中，通常会钻遇硬塑性泥岩，严重影响钻探施工效率。以雄安新区深部地热钻探工程实例为基础，深入分析硬塑性泥岩机械钻速低的原因，研究制定钻头的优化改进方案。实践应用证明：针对地层岩性特征设计的个性化PDC钻头配合螺杆钻具，可以有效提高硬塑性泥岩地层机械钻速；使用三棱形非平面复合片和三角形复合片等异形复合片可以有效提高PDC钻头的抗冲击能力、提高钻头在含砾石地层的使用寿命，同时也可以提高硬塑性泥岩地层机械钻速。探索出了一套适宜于深部地热钻探中硬塑性泥岩地层钻进的钻头应用方案。

摘要:随着油气钻井越来越深，地热钻井越来越多，钻井液面临的高温问题越来越突出，在钻井过程中，对钻井液进行及时冷却并使之达到适宜的温度对于钻井安全是非常必要的。本文总结了目前常用的高温钻井液的冷却方式和特点，综合空气冷却节能的特点和采用载冷剂强制冷却高效的优势，提出了一种高温钻井液高效冷却系统，对冷却系统中空气冷却器、管壳式换热器进行设计、校核、模拟，验证了设计的可靠性，表明使用该冷却方案，能够将80 ℃、1800 L/min的高温钻井液冷却至40 ℃以下，同时还讨论了该冷却系统在不同钻井液温度、不同钻井液流量以及不同气温条件下的冷却效果。

摘要:随着油气勘探开发不断往深井、超深井等高温高压井方向发展，油气行业对尾管悬挂器的整体气密封能力提出了更高的要求，常规的液压尾管悬挂器由于在本体上存在液缸传压孔及橡胶密封件，导致存在密封薄弱点，难以满足井筒长时间密封完整性及后期压裂等高压完井作业要求，为此，国外公司相继研发了整体气密封尾管悬挂器技术，对坐挂驱动机构设计进行了创新，尾管悬挂器本体采用一体式结构，不存在传压孔或密封件等密封薄弱环节，大幅提升了系统整体气密封能力。本文在对比常规液压尾管悬挂器结构组成的基础上，介绍了国外几种代表性的整体气密封尾管悬挂器结构原理和技术特点，总结分析了尾管悬挂器未来发展的趋势，提出了今后尾管悬挂器技术研发方向的几点建议。

摘要:在新开发的利用地热井供暖系统中，需要通过多次多井的回灌实验，提取更为精确的回灌数据，从而选取最佳回灌井。地热井使用一段时间后，需通过采灌互倒的形式，调整灌井与采井。传统的回灌装置设置以建设项目为主导，不能较好的统筹考虑钻探施工、地热井钻井工艺构造、前期的回灌试验验证和使用过程中的地热井维护等因素，此外，固定式回灌装置存在占地面积大，投资代价高，安装维护复杂等问题。为此，研制了一种移动式地热尾水回灌装置，此装置结构简单，能够实现整体移动、快速安装、快速转场，提供多级过滤并辅助加压的回灌方式。

摘要:针对松软煤层顺层钻进长钻孔成功率低、煤层机械强度低的难题，提出将机械发泡式泡沫水泥浆通过高压旋喷的方式注入松软煤层进行随钻加固的技术思路。室内试验中，通过改变松软煤岩与泡沫水泥浆的比例，模拟注浆后形成不同固结效果的松软煤岩-泡沫水泥固结体。以抗压强度和气体渗透率作为主要评价指标，研究了松软含煤量对固结体性能的影响规律。结果表明：（1）与纯泡沫水泥浆的固结体相比，当松软煤岩含量（以下简称“含煤量”）为5%时，固结体的气体渗透率略有降低，气体渗透率随养护时间增加而降低；（2）含煤量≥10%，固结体气体渗透率随含煤量增大而升高；（3）固结体的早期抗压强度（养护1 d）随含煤量的升高先升高后降低。养护时间增加至7 d后，固结体强度随含煤量升高而降低；（4）含煤量在20%~25%之间的固结体养护7 d后，抗压强度在8.65~9.94 MPa，气体渗透率在9.08~36.52 mD之间。研究成果可以为松软煤层的随钻护壁与瓦斯抽采提供有益借鉴。

摘要:原位化学氧化修复可以通过浅层搅拌、建井注射、直推注射、高压旋喷和深层搅拌等方式实现氧化药剂向污染土壤和地下水的投加、混合以及反应。针对有机物污染场地的水文地质、污染分布和修复目标等情况，采用深层搅拌技术进行原位化学氧化修复的设计和实施，修复后土壤中各目标污染物检出浓度较场调时的初始浓度均有明显下降且低于修复目标值。工程实践表明，深层搅拌技术适用于污染较深、污染程度较轻的有机物污染场地的原位化学氧化修复，具有工艺成熟、混合均匀、占地少、环境影响小、性价比高和修复效果好等优点，有广阔的应用前景。深层搅拌技术在场地修复领域应用时，应考虑药剂对设备及其管线的腐蚀，操作人员的安全防护，以及修复后场地的承载力等事项。

摘要:随着煤矿采矿区区域治理钻探工程的水平井段长越来越长，钻进过程中托压问题愈发严重，直接影响到钻探工程的施工效率。本文以某地煤矿采矿区区域治理项目注18井为例，分析托压产生的原因主要是钻井轨迹、钻具组合、钻井液性能及排量等因素产生摩擦阻力和岩屑床而造成的。针对上述产生托压问题的影响因素，通过采取相应措施，减轻了托压问题，提升了水平井钻进效率。

摘要:针对富水砂卵石层地下连续墙成槽过程中槽壁易发生失稳的问题，通过分析相关的研究资料，在明确失稳形式及机理的基础上，设计了改变流速和粒径比的两种模拟试验方案，采用PFC^3D颗粒流软件分析了渗流对土颗粒间性质变化的影响。数值模拟结果表明：流速对于颗粒的位移有很大的影响。流速越快，颗粒位移越大，孔隙率越高，墙体所受应力也越大；粒径比对于颗粒的位移同样有很大影响，其表现的作用与流速相似；在有侧限的情况下，颗粒的x向位移在达到极限后会产生z向的分量，使得颗粒向上位移。在实际工程中就意味着在颗粒位移达到一定程度，必然会突破泥膜，导致土体内细颗粒的流失，土体孔隙率增大，最终使得槽壁发生垮塌。