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摘要:PDC复合片钻头在地质勘探和石油天然气钻井等领域得到了广泛的应用，取得了很好的技术经济效果。但是，对于其碎岩过程及其与钻进规程参数间的关系研究不够深入，影响了技术经济指标的进一步提高。俄罗斯钻探工作者在这方面做了很多工作，取得了一定效果，值得引起我们的注意。例如，他们建议，由于岩石破碎方式是变化的，所以，尽量使岩石破碎处于体积破碎状态；如果把钻头每转进尺能耗量指标作为一个评价指标考虑进去，则评价系统会更加科学和更加全面；钻头每转进尺，不是越高越好，有一个最优值，这个最优值与钻进规程参数密切相关；提出了临界钻进规程的概念，即当轴载和转速的乘积高达一定数值时，切削具温度急剧上升、钻头磨损明显加剧，冲洗液量再大也无济于事，因此，此时应该采取措施，及时调整规程参数，避免钻进过程处于临界规程状态，以便使钻进处于正常状态，继续钻进下去。

摘要:油气钻井过程中钻柱受力复杂，容易发生断裂情况，根据现场情况评价钻柱腐蚀疲劳寿命可以为钻柱安全使用提供依据。从现场实用角度，通过轴向力、循环应力和疲劳极限的计算，对比了基于疲劳系数、寿命百分数和旋转计数的钻柱疲劳评价方法，并考虑了腐蚀的影响。分析结果表明，当在严重狗腿度的井段钻进时，弯曲应力和屈曲增加将加快钻柱疲劳失效；当对应的机械钻速降低、转速增加时，钻柱的剩余使用寿命将进一步降低；当发生较严重的腐蚀时，钻柱剩余使用寿命将迅速降低。在高抗拉井段和狗腿度变化大的井段的钻柱应定期倒换使用，以保障现场钻具安全规范使用。

摘要:水平井泵送桥塞射孔联作工艺在页岩气、页岩油、致密油等非常规油气储层开发中得到了广泛的应用。该工艺通过水力泵送的方式，把携带有可钻桥塞和多级射孔枪连结成的工具串送到指定位置。由于井眼轨迹、井筒环境复杂，泵送遇阻、遇卡事故时有发生。本文根据水平井泵送桥塞在套管中的空间结构特点和工具串构型对工具串进行针对性简化，明确在一定狗腿度下工具串在弯曲井段中与井筒的几何关系，提出泵送桥塞工具串与管壁接触点确定方法，并分析其在弯曲井段受力弯曲特性，建立可通过性判别准则。根据实际案例，进行包括井眼轨迹、最大狗腿度与管壁内径的影响因素分析，给出泵送工具串配置参数优化方案，以减少井下事故的发生。

摘要:随着多分支水平井及复杂结构井钻井技术的不断发展，井眼清洁技术面临着新的困难和挑战。如何解决复杂地质条件与复杂井型条件下的岩屑床问题，对于判断与处理井下复杂情况是当前钻井工程面临的重要科学问题之一。通过岩屑颗粒受力分析建立了岩屑运移环空临界流速模型；基于室内可视化岩屑运移实验，探究了岩屑运移影响规律。结果表明：井斜角为36°时岩屑临界启动速度最大，携岩最为困难；模型预测结果与实验结果吻合度较好，且基于实例井的预测结果与现场作业情况一致，验证了所建模型的可靠性。该研究可为大位移大井斜井及水平井井眼清洁提供理论依据和技术支持。

摘要:为提高坚硬地层大直径潜孔锤的破岩效率与使用寿命，运用ABAQUS软件建立了球齿碎岩仿真模型，对比分析?18 mm球齿在不同钻进参数下冲击切削碎岩过程中的破碎比功、侵入深度、破碎范围与应力影响范围等曲线，优选钻进参数和布齿。分析结果表明：当钻压为1.2 kN、冲击功为30 J时，对岩石的破碎效率较高，球齿入岩的位移可达0.67 mm，并对岩石进行应力界限划分，得出应力影响范围为43.4 mm；通过双齿冲击切削模拟确定了较为优秀的圈距与间距：圈距取47.4 mm，间距取43.4~51.4 mm；考虑到球齿的磨损，利用圈距与间距对?711 mm大直径潜孔锤进行了优化布齿。

摘要:中深层地热能是一种储量丰富、分布较广、稳定可靠可再生能源，具有绿色低碳、清洁环保、安全优质、供能持续稳定等特点，在碳达峰碳中和实施路径中发挥着重要的作用。结合长沙盆地一个工程案例，采用岩石压入硬度计、电动应力式直剪仪和偏光显微镜分别对岩石样品的压入硬度、单轴抗压强度和岩性特性进行测试，从岩石的胶结物质、矿物颗粒、层理发育程度等方面对岩层可钻性的影响进行了分析研究，构建了该套地层的岩性可钻性等级，并对钻头的优选提出了建议，对本地区和类似地区的钻探工程具有一定的借鉴意义。

摘要:针对海上油气井窄压力窗口固井顶替效率低下的技术难题，通过轻钻井液的施加以优化浆柱结构以及施加环空回压的方法实现安全高效固井的目标。考虑停泵压胶塞环空回压值≯5 MPa、冲洗液环空紊流接触时间>10 min以及注替结束井筒自压稳3个关键技术要求，合理优化固井浆柱结构，计算控压固井全过程井筒当量循环密度（ECD），使井筒ECD在安全密度窗口内，形成了海上窄压力窗口控压固井浆柱结构设计方法。以乐东10-1气田某高温高压井为例，优化设计了该井的浆柱结构，并模拟计算了控压固井全过程井筒ECD及紊流接触时间。结果表明：轻钻井液用量为14~50 m³且密度在1.822~2.142 g/cm³之间、冲洗液用量>13 m³且密度在2.36~2.45 g/cm³之间、水泥浆密度在2.4~2.51 g/cm³之间，可实现冲洗液紊流接触时间>10 min且满足压稳不漏的固井要求。该设计方法可实现海上窄压力窗口井安全施工和提高固井顶替效率的要求。

摘要:川南工区是中石化重点页岩气勘探开发工区，该工区地层压力系数高、钻井地质条件苛刻，导致该工区钻井复杂、故障频发，其中卡钻故障最为突出，严重制约了川南页岩气的安全高效开发。现有卡钻识别技术存在监控信息综合利用能力差、风险预警不及时、主观性强等问题。本文通过分析钻井作业过程中卡钻故障的专家知识判断，确定了卡钻风险对应的关键表征参数，并研究了卡钻发生位点的关键表征参数的变化趋势，得到了相应的变化规律；在此基础上建立了基于工程参数变化趋势异常诊断的卡钻实时预警方法。选取WY-XX井为实例进行分析，软件预警结果与实际井下风险相吻合，验证了模型的准确性和可靠性，准确率达83%。

摘要:为了实现钻穿冰盖、直接获取冰下基岩样品的科研目标，本文设计了一种极地钻探用铝合金双壁钻杆，使钻杆可以满足极地上覆积雪层、冰层、冰岩夹层和冰下基岩等不同地层的空气反循环、水力反循环、绳索取心钻进相配合等钻进需求。依据铝合金双壁钻杆在极限拉伸、极限拉扭组合工况下的受力情况，开展了双壁钻杆的有限元分析，并对双壁钻杆外管与钢接头连接试样进行了拉伸试验与扭转试验。双壁钻杆有限元分析结果表明：在极限拉伸和极限拉扭组合工况下铝合金双壁钻杆中产生的最大应力分别为183.8 MPa与161.9 MPa，均小于铝合金材料的屈服强度489.99 MPa。双壁钻杆外管与钢接头连接试样强度试验结果也表明：拉伸试样破坏时的极限可承载拉力为399.5 kN，远大于提升1000 m双壁钻杆所需的拉力（208.11 kN）；扭转试样破坏时的极限可承载扭矩为8264.7 N·m，同样大于钻杆在正常钻进过程当中所承受的最大扭矩（1990.56 N·m）。上述结果表明，极地钻探用铝合金双壁钻杆设计方案可以满足极地钻探使用要求。

摘要:孔内膨胀管钻探技术是保障复杂地层孔壁稳定的有效技术之一。本文针对易出现缩径、坍塌、掉块的强水敏性地层，提出了一种自张式膨胀管护壁方法，并根据该方法的护壁原理研制了相适配的新型扩孔钻具、膨胀管及膨胀管投送装置，在不改变钻孔结构的情况下，对复杂孔段进行局部扩孔，投送膨胀管借助自身张力自然弹开而固定在相应的扩孔段，实现钻进时护壁。通过室内及现场试验对机具进行了优化，最终取得了良好的应用效果。试验证明：该方法操作简单可靠、易于定位，相较于水泥浆护壁具有处理速度快、停待时间短、减少重复处理等优势，适用于岩心钻探领域多孔段复杂地层的固壁与护壁，有利于降低孔内事故处理的成本、提高钻进效率，具有较好的推广应用价值。

摘要:为解决岩土工程废浆处理时面临的泥浆回收率低、设备自动化运行水平低等问题，根据岩土工程施工泥浆特点，研制了一种新型高效智能泥水分离系统。该系统采用振动与旋流相结合的二级分离工艺，可根据液面高度变化情况自动控制设备开关机与调速，并将运行数据上传至云端供技术人员分析查看。系统研制完成后通过室内实验验证了设备性能，并探究了泥浆参数对颗粒去除率的影响规律，结果表明，来浆流量和筛网规格不变时，设备颗粒去除率与固相颗粒尺寸和泥浆粘度有关，受固相含量影响不明显，分离效果可满足现场泥浆环保净化处理需求，该系统工作期间能够实现无人值守，可有效分离泥浆中大颗粒有害固相，提高泥浆重复利用率，降低工人劳动强度，节约施工成本。

摘要:为研究引大济岷工程隧洞岩体特征、岩溶发育特征、地应力特征和地下水特征等，在泸定取水中线方案的引水线路中布置水平钻孔8个，共计2300 m。为满足对水平孔综合测试的需求，研制了一套适用于水平钻孔的存储式综合测井仪器。本文分析了水平孔多参数综合测试仪器各参数测量的基本工作原理；详细阐述了各功能单元的电路构成选型，主要采用DSP 微处理器和大规模集成电路，结合传感器技术实现多种参数的综合测量，包括：水平钻孔的压力、温度、自然伽马、声波波速、孔内电视图像。综合测试仪器集成了模拟传感器、模拟调理电路、数据采集、数据处理、信息存储、数据通讯、信息交换、测控软硬件、电脑显示等功能，是水平孔综合测试不可缺少的技术。在引大济岷工程的水平定向孔中成功应用，一趟起下钻解决了水平钻孔的井斜、方位角、压力、温度、自然伽马、孔内电视测试的难题，尽最大可能保证了钻孔的安全及降低了劳动强度。

摘要:现有的锚索预应力检测设备要求锚索外露段长度>70 cm，不适应于运维期的在役锚索检测，且质量大都在150 kg以上，对于高陡边坡锚索检测显得笨重。为此研制了HRAD-300型便携式在役锚索预应力智能检测仪，可适用于钢绞线外露长度>7 cm的在役锚索预应力检测。检测仪位移量程200 mm，测量误差0.01 mm；测力量程300 kN，测量误差±1%FS，单件质量<15 kg，总质量<40 kg。基于反拉法原理及检测曲线形态，提出锚下有效预应力算法，并编制了相关软件。室内试验表明，检测曲线形态多为拐点不明显型，计算值与原始锁定值基本一致。使用该设备对邛崃市天台山景区凤凰岩不稳定斜坡锚固工程进行检测，结果表明，现场锚索检测曲线多为拐点明显型，具有明显的突变点及陡降；锚索运行状态良好，持续发挥功效，2号锚索预应力损失较为明显，可以采取补偿张拉方式；同一锚索的不同钢绞线存在受力不均的情况。便携式在役锚索预应力检测仪智能、轻便，可为锚固工程健康评价提供数据支撑。

摘要:西藏甲玛3000 m科学深钻JMKZ-1孔是青藏高原固体矿产调查领域首个3000 m科学钻探项目，项目于2019年7月开钻，2020年10月终孔，历时488 d，终孔孔深3003.33 m，终孔口径98 mm，岩心采取率99.38%，在5200 m海拔创造了青藏高原小口径固矿勘查领域孔深纪录。通过对其钻进时间、钻探效率、回次进尺长度等指标进行详细的技术指标统计，分析了影响高原特深地质钻孔钻进效率的主要因素包括环境、地层、钻进工艺、设备、管理措施等。总结了提高特深孔钻探效率的措施，包括钻孔设计、钻探设备配置、钻进工艺方法选择、孔内事故预防、新技术新方法应用、施工组织管理等。项目经验通过推广应用，取得了良好的效果，可以为提高特深孔钻探施工效率提供技术参考。

摘要:随着地应力监测台站的不断建设，地应力监测孔钻探施工技术在实践中不断得到改进。本文简要介绍了地应力监测孔的钻探技术要求、钻探设备选型及钻进工艺，对施工完成的地应力监测孔的钻进时间和钻进效率进行了系统的统计和分析。通过分析研究，总结了影响地应力监测孔钻进效率的几个因素，包括监测孔选址、钻进过程管理、钻进工艺和试验配合等。并针对这些影响因素，提出了通过强化钻进过程管理、利用技术套管和分级扩孔等关键技术、加强开孔和测斜等重要环节的技术管理、做好试验配合等措施提高钻进效率的建议，为今后实施类似钻探工程项目提高钻进效率提供了参考依据。

摘要:针对雄安新区基岩热储钻探中风化壳钻进、地层大量漏失封堵及基岩取心的钻探工程难点，通过对所处牛驼镇地热田、容城地热田和高阳地热田地热地质状况、岩性特点的分析，提出了基岩热储地热钻探有效解决方案，包括采用小径探孔施工工法、采用封隔器有效完成水泥浆堵漏、借鉴金刚石满眼取心钻具技术等。

摘要:塔里木盆地顺北区块二叠系火成岩地层厚度大、硬度高、裂缝发育、非均质性强，导致机械钻速低与堵漏耗时长，相比邻区平均钻井周期增加达1.5倍。近几年，通过持续强化钻井液堵漏技术与优选高效钻井工艺，漏失量与堵漏时间逐步缩短，钻井指标逐年提高。本文分析了影响堵漏时间长与机械钻速低的主控因素，提出堵漏浆中加入竹纤维、变形颗粒以改善堵漏工艺技术，明确了冲击工具的适用条件，优选攻击性与抗冲击性的PDC钻头，改进混合钻头结构以及配套大扭矩、长寿命螺杆等技术对策，提速降本成效显著，为加快顺北油气田的高效勘探开发提供了指导。

摘要:岩土体的抗剪强度指标，尤其是作为薄弱层的岩体结构面的抗剪强度，在滑坡稳定分析中起着至关重要的作用。现场原位剪切试验，试样受扰动小，试验状态与岩土体所处真实状态较为吻合，得到的参数也更加真实，是滑坡勘察原位测试的重要手段之一。适用于测定边坡的岩土结构面、岩土接触面、滑动面以及含碎石黏土的混合土层和其他粗颗粒土层的抗剪强度。重庆华宇·观澜华府项目工程滑坡勘察，在现场做原位剪切试验的同时，采集原状样品进行室内直剪试验，获取2种不同试验下的抗剪强度参数，分别取用2种参数对不同工况下的滑坡体进行稳定性分析计算，并与滑坡体的实际变形特征进行比较，从而验证了原位剪切试验确定岩土体抗剪强度参数的合理性，可为类似工程提供参考和借鉴。

摘要:咬合桩在深基坑工程中已得到广泛应用，受到地质条件、施工组织、操作能力等因素的影响，支护桩侵限事故经常发生。本文通过纤维模型有限元计算程序，计算了侵限处理前、后支护桩的受弯承载力，同时结合桩身深层水平位移监测反分析结果，论证了采用粘钢加固方法处理侵限支护桩的可行性。利用基坑的空间效应，采用分序跳桩施工对侵限支护桩进行切割和加固，基坑处于安全稳定状态；对加固处理后的监测成果及桩身受力情况进行分析，结果显示截面承受的弯矩值小于截面受弯承载力。本项目加固施工取得了良好的效果，有效解决了基坑支护桩侵限的处理难题，可为同类项目提供借鉴。

摘要:在盾构施工中，注浆法更换盾尾刷需要形成封闭且稳定的止水环，包括聚氨酯环和浆液环。本文结合临海富水砂层盾构施工实例，采集原位地下水对聚氨酯初凝时间、发泡倍率、固体强度等进行室内试验，结果表明：亲水型聚氨酯与地下水反应迅速，形成的固结体密实均匀，发泡率不高，且强度较低，疏水型聚氨酯呈相反状态；现场实际注入可考虑二者同时使用，先注入亲水型聚氨酯，后注入疏水型聚氨酯，并按照5∶1的用量进行控制。现场应用证明，形成的包裹体稳定且质量较佳。