摘要:连续循环短节可在停钻时保持钻井液连续循环，实现连续循环钻井，有效解决井底沉渣、井底压力波动等问题，尤其适合海域油气水平井钻井工程。本文设计了一种连续循环短节，介绍了短节结构及工作原理，并对极限工况下的短节本体强度进行了受力分析和结构优化设计，优选了本体安全系数大于1.2的旁通阀侧开孔；对旁通阀进行了有限元受力分析，从应力分布和密封比压两方面综合分析，得到了密封副半锥角和阀芯板厚度变化对旁通阀受力和密封效果的影响规律，优选出了密封副半锥角α=30°和阀芯板厚度δ=8 mm，并对优选结构参数的连续循环短节进行了旁通阀密封测试和本体强度测试，证明短节强度和密封性能均满足极限内压力35 MPa和极限拉力3503 kN的实际使用需求。

摘要:套管定向钻井技术是一种新型定向钻井工艺方法，兼备套管钻井和定向钻井的优势，能够实现高效的定向钻井目标。锁定器作为套管定向钻井系统中的关键部件，其性能好坏将对钻井可靠性产生直接影响。本文设计了一种将锁定器活动机构部件全部密封的结构形式，对锁定器中的传扭和轴向限位进行承载力计算分析，采用两参数Mooney-Rivlin超弹性本构模型，对两端关键密封O形圈的装配间隙以及橡胶硬度的承受密封压力情况进行分析，研究表明，锁定器芯承受最大65011 N·m的制动扭矩时，单个传扭键承受10835 N·m的扭矩，应力为74.86 MPa，单个定位卡可承受184520 N的竖向承载力，应力为659 MPa，两者的应力均小于所使用材料的屈服强度930 MPa，锁定器的轴向承载能力和传扭性能均满足设计要求；配合间隙以及橡胶硬度均对O形圈密封性能产生影响，仿真结果表明，在所选公差配合范围内，O形圈表面接触压力均大于外界压力，能够实现有效密封，考虑到间隙越小，Mises应力和剪切应力也随之增大，过大的应力会使密封圈损坏，且不易装配，因此配合间隙选择大值；橡胶硬度越大O形圈的密封性能越好且在相同介质压力下O形圈的形变越小，通过数值模拟选择90 HA硬度的O形圈，可以满足锁定器的密封需求。

摘要:吸力筒基础作为一种高效、经济、环境友好的基础形式，在海洋工程特别是海上风电领域得到了广泛的应用，多以吸力筒导管架形式出现。如何实现吸力筒安全、高效沉贯，并满足吸力筒导管架安装技术指标是施工设计的关键。本文系统总结了吸力筒基础在粘土和砂土地层中沉贯阻力、需求吸力和容许吸力计算方法。结合具体施工案例开展沉贯分析，预测了吸力筒的自重贯入深度，掌握了合理的吸力设置方法及容许吸力主要限制因素，为海上吸力筒导管架基础施工提供技术参考。

摘要:第二轮海域天然气水合物试采在神狐海域首次应用了深海井口吸力锚技术，为浅软地层水平井开采水合物提供了稳定的井口支撑。通过理论计算及有限元分析对吸力锚沉贯过程中的自重沉贯深度以及需求负压进行研究，同时现场采用“步渐间歇式自重贯入、拖拽连续负压沉贯”施工工艺，保障了国产首个深海井口吸力锚成功安装。现场实践结果表明，理论计算结果与实际施工情况较为接近，理论分析可指导井口吸力锚安装；沉贯施工工艺快速、高效、安全，井口吸力锚安装的各项指标满足使用需求，对吸力锚技术在深海油气领域应用具有借鉴意义。

摘要:随钻扩孔是大洋钻探跟管钻进工艺的关键技术环节，扩张式随钻扩孔器通过压差控制刀翼的张开和闭拢，扩孔率大，可有效实现套管跟管钻进。设计了悬臂式扩孔器，采用偏置式喷射孔布置对刀翼进行冲刷，运用计算流体力学理论，采用标准k-湍流模型，对喷射孔在不同角度和直径下的流场进行模拟分析。模拟结果表明：作用于扩孔刀翼切削齿的流体速度和动压力受喷射孔角度、直径和环空钻井液综合影响；随着喷射孔角度α从40°递增至90°，作用于切削齿的流体速度呈类余弦曲线变化；随着喷射孔直径d从4 mm增大到10 mm，作用于切削齿的流体速度和动压力呈抛物线型变化；综合考虑冲刷效果、加工性能和喷射流体与环空钻井液的相互作用，优选α=70°、d=8 mm。陆地试验和浅海试验证明，扩张式随钻扩孔器结构功能可行，扩孔尺寸满足套管正常跟管钻进需求，优选的喷射孔角度和直径可对刀翼形成良好冲刷，有效防止泥包产生。研究成果可为大洋钻探不同规格的随钻扩孔器设计提供参考依据。

摘要:针对硬岩及复杂地层取心钻进效率低、钻头寿命短的问题，依托“深海钻探技术与工程支撑”项目研制了?215.9 mm四牙轮取心钻头。通过合理布置牙轮角度与分布、优化取心结构，有效提高岩心采取率，保证钻头在硬岩中的钻进速度与可靠性。在之前进行了陆地试验和海洋试验并不断优化改进的基础上，本次在内蒙古自治区呼和浩特市清水河县首次进行了实验性的地热勘探取心施工，全段地层均为高研磨性、高硬度花岗岩，取心困难。采用?215.9 mm牙轮取心钻头配合常规的取心钻具，钻进效率达1.2 m/h，岩心采取率为70%~90%，取得了较好的应用效果，为海洋钻探硬岩取心提供了技术保障。

摘要:为了解决常规尾管悬挂器过流面积小、密封性能差的缺点，研究了膨胀式尾管悬挂器。主要对膨胀式尾管悬挂器的工作原理，结构原理，关键技术包括替浆技术、固井技术、膨胀悬挂技术、丢手技术进行了研究；解决了膨胀管悬挂的一系列技术难题；对膨胀管受力进行了有限元分析，并将结果与室内试验进行了对比，两者结果基本一致。通过野外试验进一步证明了膨胀式尾管悬挂器能够提供足够的悬挂力，满足悬挂要求。

摘要:绳索取心液动锤钻探技术具有钻进效率高，可大幅度增加回次进尺、延长钻头寿命、减少辅助工作时间等优势被广泛应用。本文主要针对深孔环境对钻具整体强度、安全性、稳定性、工作寿命、高背压适应性等的具体要求，对原SYZX钻具所做的一系列改进和完善进行了论述。生产试验证明，改进后的钻具完全满足深孔钻探施工对钻具的更高要求。

摘要:膨胀波纹管技术在国内外石油钻井领域的应用已经颇有成效，但是针对地质钻探领域的小口径膨胀管的研究却成效甚微。为此专门研发了针对地质钻探行业的小口径膨胀管护壁技术。该技术成功应用于四川煤炭普查ZK3-1钻孔封堵漏失地层，护壁后正常钻进至终孔。此次小口径膨胀波纹管的成功应用，为地质钻探行业的事故处理提供了新方向，填补了我国在小口径膨胀管技术领域的空白。

摘要:介绍了新型PBA工法所使用的PA-10型钢管柱安装机的结构、性能参数与自动调垂原理。对比传统PBA工法，采用PA-10型钢管柱安装机的新型PBA工法具有成孔效率高、调垂精度高、施工周期短、经济效益高等优势。结合哈尔滨市地铁2号线省政府站钢管柱施工案例，中桩的测量放样结果显示安装机调垂精度完全符合设计需求，证明了PA-10型钢管柱安装机的研制是成功的。PA-10型钢管柱安装机的应用，在减轻工人劳动强度的同时，极大地提高了施工的安全系数与施工质量，对于地铁车站建设向机械化、自动化发展方面具有重大意义，也符合现代城市轨道交通建设的发展趋势。