摘要:深部地质钻探过程钻速精准预测有助于提升钻探效率、降低钻探成本，可为安全高效的深部地质钻探施工提供关键技术支撑。本文提出了一种基于区域多井数据优选与模型预训练的深部地质钻探过程钻速动态预测方法。首先，选取岩性识别软件、钻进过程智能监控云平台、地质云系统等作为数据源，在此基础上设计深部地质钻探数据仓库。其次，运用区域多井数据优选技术在数据仓库中选择与目标井较匹配的数据，并开展钻速模型预训练。最后，结合深部地质钻探过程实钻数据，引入小波滤波、超限学习机、增量学习等技术，实现钻速预测模型动态更新。实验对比结果验证了所提方法具有很强的钻速预测性能与泛化能力。

摘要:我国计划施工一口深度为13000 m的地质特深井，意义重大。在深井钻进中，特别是超深井钻进中，如何把井底的钻进工况参数准确及时地传送到地面，进行调节控制，以保证正常钻进和提高钻探技术经济指标，俄罗斯专家提出了组合联系通道。如何控制冲洗液井底压力，以保证钻进安全，防止事故发生，需要有一个自动控制系统，以及如何解决此系统中的信号响应滞后问题，俄罗斯钻探科研人员在这些方面做了大量的工作，取得了一定成果。这些研究成果值得引起我们的注意。

摘要:科学钻探是获取地下实物资料、认知地下结构与验证重要地质理论的有效技术手段，井下关键机具是保证钻探工程顺利实施的重要基础保障，而万米科学钻探实施过程中的井下高温、高压、长周期、大规程参数的工况与工艺要求对机具的持续稳定性提出了严峻的挑战。本文针对万米钻探工况需求，分析了钻杆柱、井下动力钻具、提速增效钻具等关键机具的结构特点和失效原因，提出了优化钻杆接头结构、设计全金属齿轮马达钻具、改进水力振荡器及射吸式扭力冲击器阀控机构、优选材质及配套表面强化技术等相应优化措施，为后续深地探测工程的实施提供技术储备。

摘要: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。

摘要:湘南3000 m科学深钻为湖南首个3000 m地质岩心钻探特深孔，位于复杂褶皱转折带，钻遇了粘土缩径、全孔漏失、水敏性坍塌缩径和垂直节理发育坍塌等多种复杂地层，发生多次孔内事故。针对卡钻和塌孔等主要孔内事故，优化钻孔结构、冲洗液体系和钻具组合，采用侧钻绕障、循环捞砂、成膜冲洗液护壁和水泥浆护壁等多种技术措施，有效应对施工中的各种难题。终孔孔深3008.93 m，平均岩心采取率98.16%，实现了预期目标，为该区深部矿产成矿理论研究及资源勘查，提供了合格的地质钻孔和实物岩心资料。

摘要:川西甲基卡锂矿3000 m科学深钻位于青藏高原中北部的松潘甘孜造山带，采用绳索取心钻进和绳索取心液动冲击回转钻进、硬岩地层金刚石钻头优选、加长型内涂层内管和改进型打捞器、环保型无固相聚合物冲洗液技术等关键技术，终孔孔深3211.21 m，创造了高原地区小口径固体矿产勘查孔深新纪录和当时全国同类型钻孔施工效率纪录。对甲基卡伟晶岩锂矿成矿模式、成矿机制的理论创新，具有重要的科学意义，也为高原地区深部钻探施工提供了借鉴。

摘要:随着定向钻进技术应用越来越广泛，钻孔轨迹的控制技术变得尤为重要。为了研究钻孔自然弯曲规律，找到顶角和方位角的变化趋势，进而预测待钻钻孔轨迹的变化，使用SPSS软件对安徽省一号矿区的钻孔测斜数据进行多元方程回归统计分析。在考虑孔深、开孔点空间位置信息（x、y、z坐标）对顶角和方位角影响的基础上，建立了四元八次多项式回归方程，并采用均角全距法，将回归拟合的钻孔轴线空间位置与实际钻孔空间位置进行对比。结果表明：将钻孔原始数据进行线性处理后，用四元八次多项式进行回归，能得到较好的效果，若按照钻孔所处地层产状的不同进行分类后进行回归，拟合程度将进一步提高。利用拟合度高的回归方程，能用来预测未开孔地区的钻孔自然弯曲轨迹，对工程施工控制钻孔轨迹也起到了良好的作用，能更好指导工程的施工。

摘要:柴达木盆地石圈滩地区铀矿资源调查评价钻探中钻遇地层高压异常，0~600 m地层压力系数为1.25~1.4；地层易溶，含盐量最高达1.025%，钻孔资料较少，在钻探过程中经常出现卡钻、塌孔等严重孔内事故。通过对该区地层进行岩性特征分析，根据地层特点进行冲洗液造浆粘土与处理剂优选，提出了一套适用于该区地层的抗盐防塌冲洗液体系，该体系具有良好的抗盐防塌性能，主要表现为：表观粘度38 mPa·s、动切力16.4 Pa、API滤失量4~5 mL、泥皮厚度0.3~0.4 mm，薄且致密，护壁效果良好。有效解决了该地区施工盐膏层缩径、塌孔及高压异常条件下冲洗液失稳等难题，平均台月效率从729.76 m提升至1378.78 m，孔径扩大率从130%下降至19.4%，泥浆材料和用水成本从57.91元/m降至38.92元/m，在现场实际应用中取得了良好的经济效益，具有推广应用价值。

摘要:空气反循环钻探与传统的钻探工艺相比，具有成本低、钻速快、场地要求低、样品可靠无污染等优点。因其以压缩空气为主要循环介质，遇水、冰容易造成淤堵，应用于超高海拔地区空气稀薄、永冻层较厚、地下水丰富等复杂环境一直以来都是难题。为验证空气反循环钻探工艺应用于超高海拔复杂环境的可行性，本文依托西藏巨龙铜矿空气反循环钻探项目，通过选取高功率设备、防水工艺改进以及防冻材料应用等多项举措，成功研究出克服复杂环境因素的整套施工工艺，使其综合效率与平原地区相近，证明了空气反循环钻探技术可以应用于超高海拔地区。

摘要:为了研究旋冲钻井中双液驱动DH型转阀钻井冲击器的冲击运动规律，优化其性能参数，通过分析其在冲程阶段和回程阶段的受力情况，采用有限差分法，建立转阀活塞运动数学模型，利用MATLAB软件编译仿真电算程序，对转阀活塞的动力学过程进行仿真电算，得出DH型转阀钻井冲击器的最优冲击性能参数。同时研究冲击器上下腔面积差、油压系统流量及压降对DH型转阀钻井冲击器冲击性能的影响，并设计关于冲击功、冲击频率和冲击功率的正交分析试验，利用Design-Expert软件对计算结果进行优化，以更好地提高冲击器的工作性能。研究结果表明：活塞杆直径和压降对冲击器工作性能的影响较为突出，流量对冲击器工作性能的影响较小。经优化，冲击功提高21.88%，冲击频率提高12.9%，冲击功率提高37.6%。相关研究对液动冲击器设计及应用具有一定的指导意义。

摘要:密闭保压取心是一种能够保持或接近地层压力的特殊取心技术，可使岩心中流体、气体保持在原始状态。这种技术对于正确认识地质情况、计算油田可采储量、分析页岩气藏和煤层气藏机理，制定勘探开发方案有着十分重要的意义。研制TKP194-80型密闭保压取心工具，采用大通径高压球阀密封、密闭液封堵、液压差动、活塞压力补偿等关键技术，配有岩心冷冻、切割、集气等岩心后处理工艺，钻头外径215 mm，保压能力50 MPa，岩心直径80 mm。在山西晋中某煤层气资源地质探井开展保压取心应用，共进行保压取心8筒，总进尺37.51 m，岩心采取率84.4%，保压成功率87.5%。研究结果表明，该取心工具保压性能可靠，技术方案可行，可为常规油气及非常规油气藏勘查开发提供技术装备支撑。

摘要:全风化泥质灰岩成分复杂、结构特殊，遇水易软化崩解，强度迅速降低，极易诱发多种工程地质灾害。以济南大涧沟地区全风化泥质灰岩为研究对象，通过现场勘察与室内试验相结合，从物理、力学和水理等方面研究了全风化泥质灰岩的工程地质特性，并基于离散元软件对钻进过程孔壁稳定性进行评价，得到钻孔孔内应力与灌浆压力间的相关关系，为今后桩基施工提供合理的建议和参考。研究结果表明：全风化泥质灰岩耐水性差、易崩解，且含水率对崩解速率影响尤为显著；随着含水率升高，全风化泥质灰岩抗剪强度呈指数函数趋势减小，强度损伤劣化规律明显；在动态扰动下全风化泥质灰岩内部单元损伤严重，建议将泥浆压力设定为0.3 MP，可在不造成土层破坏的前提下对孔壁生成较为明显的法向接触力，为孔壁的稳定提供较好的支撑。

摘要:以湖北咸宁某深厚填土边坡为工程背景，采用Geo-studio数值模拟软件，进行了降雨-堆载耦合作用下深厚填土边坡稳定性数值模拟分析，研究了降雨作用下边坡内部孔隙水压力分布特征，探究了降雨持续时间及坡顶堆载对边坡稳定系数的影响规律，结果表明：初始边坡在降雨及坡顶堆载条件下处于欠稳定状态，且边坡稳定系数随着降雨时间的增加逐渐减小，与降雨因素相比，坡顶堆载对该处边坡稳定性影响更大。据此提出了刷坡减载及防水护坡的边坡防护方案，边坡稳定性数值模拟分析结果表明处理后边坡稳定性较好，满足建筑工程要求，同时也验证了数值分析结果的合理性和有效性。

摘要:在实际工程中，通常存在一些规模较大，施工工期较长，需要越冬的基坑。而基坑的安全越冬，必须做好保温防护工作。本文依托蒙古国首都乌兰巴托市某建筑深基坑工程，对深基坑安全越冬保温防护技术开展研究，通过采用B2级聚苯板对基底土进行保温防冻；采取搭设暖棚的方式对基坑侧壁渗漏区域进行保温；采用电伴热，外加岩棉的保温措施，使基坑正常降水。根据现场实际施工情况，以上的保温防护技术对基坑安全越冬是有效的，并可为今后基坑工程安全越冬的保温防护提供借鉴。

摘要:为了更准确掌握高温条件下干热岩储层的岩石力学性质，进一步指导干热岩钻井施工，通过室内试验进行了实时高温条件下的巴西劈裂试验、剪切试验、单轴压缩试验。单一试验采用同一钻孔同一深度采取的岩样，通过高低温箱控制器设置温度和恒温时间，以恒位移速率0.1 mm/min对试样进行加载，减少岩石宏观力学性质的离散性和试验过程偏差对试验结果的不利影响。试验样品为山东省文登—荣成—威海地区LGZK1井采取的二长花岗岩，通过获得试样破坏时的最大荷载值和变形数据，计算其抗拉强度、抗剪强度、抗压强度、弹性模量等力学性质参数，分析实时高温条件下岩石内部破坏机理和岩石强度差异。研究结果表明，在200 ℃以内，花岗岩的抗剪强度和单轴抗压强度升高、抗拉强度降低；随着温度的进一步升高，花岗岩的抗剪强度和单轴抗压强度降低，而抗拉强度持续降低；储层岩体温度和应力的升高，将使岩石的硬度增加、塑性增强。这些认识可为高热流花岗岩岩石力学性质的进一步研究提供基本参数，为高热流花岗岩型干热岩资源勘探开发过程中碎岩机具的选型、钻井工艺的选择、井壁稳定的控制等提供参考依据。

摘要:复合锥单牙轮钻头是基于球形单牙轮钻头的新型单牙轮钻头，其独特破岩方式能提高钻头效率。但现场试验发现，钻头牙轮小端一侧切削齿和保径齿磨损严重，牙轮大端切削齿和保径齿基本没有磨损，导致整个钻头钻进速度降低。为弄清偏磨机理，通过有限元分析方法对钻头各齿圈牙齿载荷变化规律进行了分析，并分析了各齿圈牙齿的切削轨迹形状和牙齿与岩石的接触时间。结果表明：牙轮大端的牙齿载荷大于牙轮小端的牙齿载荷，但牙轮小端牙齿与岩石的接触时间更长。综合分析牙齿破岩时间和牙齿轴向载荷，理论上⑥号齿圈牙齿磨损应该最小。现场试验结果表明：不但⑥号齿圈磨损较小，①、④、⑤号齿圈的磨损更小；钻头一侧保径齿磨损严重，且⑦、⑧号齿圈磨损严重，根据研究结果分析认为钻头钻进过程中向井壁一侧发生倾斜，导致钻头一侧切削齿和保径齿磨损严重。

摘要:针对大庆古龙页岩油储集层页理发育丰富，水平渗透率低，垂向无法流动等特点，需通过暂堵转向压裂技术增大净压力，利用暂堵颗粒封堵炮眼迫使压裂液转向，进一步提高裂缝复杂程度。本文通过分析暂堵颗粒在井筒以及炮眼附近的受力与暂堵前后压力变化，提出暂堵颗粒运动方程，建立评价暂堵颗粒坐封效果的两个参数，制定暂堵转向评价标准，形成了暂堵颗粒用量设计方法，研究页岩油试验区水平井压裂施工中暂堵颗粒的封堵效果。现场试验结果显示暂堵有效率达到66.7%，坐封效率达到74%，暂堵颗粒效率达到34%，暂堵后裂缝起裂位置或延伸方向明显不同，炮眼封堵有效，实现了压裂转向的目的，为今后页岩油储集层压裂改造提供理论支撑。

摘要:针对页岩油水平井水平段长、井眼条件复杂、套管居中难度大、顶替效率低、水泥体系性能要求高等制约固井质量提高的难题，开展钻井参数与钻具组合协同优化技术研究，优化钻具组合，满足提高固井质量对井眼清洁的要求，通过顶替效率模拟研究设计了理想套管居中度，并以此优选了整体冲压螺旋半刚性扶正器和清水顶替预应力固井技术，基于韧性化改造技术提高水泥石强度，降低杨氏模量，改性水泥石可以满足页岩油井水力压裂要求。使用上述页岩油水平井固井工艺配套技术，确保了GY5-1-4H井固井质量合格，为长水平段水平井固井提供了一套可借鉴的固井关键技术。

摘要:D05井是雄安新区一眼地热勘探井，完钻井深4014.42 m，揭露了雾迷山组和高于庄组两个热储层。在高于庄组石英含量较高的燧石白云岩地层钻进中，出现了钻头严重磨损、钻头使用寿命短的状况。为解决钻探施工中的难题，进行了钻头应用探索，通过分析研究、实践应用优化，探索出了一种适宜于石英含量较高的燧石白云岩地层?215.9 mm井径使用的牙轮钻头，平衡了钻头磨损和钻进效率方面的难题。使用该型号钻头顺利地完成了D05井三开?215.9 mm孔径钻探施工任务。通过本次钻头应用探索，为类似地层钻头应用提供了参考方案，丰富了深部地热钻探工艺技术，为深部地热钻探的发展提供了技术支撑。

摘要:近年来人们对中深层砂岩型地热资源开发越来越重视，集中开采逐步成为常态。在集中式砂岩型地热井井群部署过程中，井距、井网不仅决定地热井多年后温度和水位变化，也影响着地热项目的寿命及经济性。文章以冀东曹妃甸新城2.3×10⁶ m²地热供暖项目为例，研究了集中式砂岩型地热开采井网优化。在研究区地热勘查的基础上，利用采灌试验确定地热井开采量为100 m³/h、回灌量为80 m³/h。采用数值建模优化地热采灌井井距为450 m，地热采灌井井网按交错式排状部署。采用多井先导试验验证地热井开采量、回灌量的合理性，并制定地热井采灌运维制度，实现100%自然回灌。利用井群多年采灌生产数据建模，预测热储渗流场水位与温度变化。为规模化地热资源开发提供技术支持。

摘要:磁导向对接井技术的出现，大大提升了对接连通率，目前广泛应用在天然碱等可溶性矿产的开采中。随着该技术的不断发展，作为地下“穿针引线”导航利器的优秀代表——“慧磁”高精度定向中靶导向系统，以其出色的测量精度、稳定性及可靠性已在国内外对接井中取得数百次的好成绩。本文从科普的角度介绍了井下对接导航的必要性、“慧磁”系统的组成及技术原理、“慧磁”系统发展历程及近年来取得的成果，以此提高大家对“慧磁”系统的认识，达到相互交流、相互促进的目的，最终推动以“慧磁”系统为代表的主动磁测系统的技术持续发展和应用领域的不断拓展。