绳索取心技术与事故处理

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1、绳索取心钻探与事故处理勘探技术研究所王年友wangnianyou@cniet.com一、前言绳索取心钻进是既老又新的一种不提钻获取岩心的先进钻进方法。说他老，在我国是七十年代初就发展起来的，八十年代至九十年代初发展到顶峰，它与常规的钻进方法相比，具有地质效果好、生产效率高、钻探成本低等优点。由于这一系列的优点，原地矿部“七五”、“八五”期间，大力推广以绳索取心为主体的多工艺钻探技术。在新一轮的地质大调查中的深部钻探中，在煤田勘探中，绳索取心仍然是最有效的钻进方法，也是首选的工艺方法。说他新，在近几年的煤层气参数井钻探中,由于煤心从离开孔底后要快速提

2、到地表作煤心煤层气含量的测定和煤层气的解吸压力、吸附压力曲线等，据此计算煤层气储量，预测产气量，并为井网布置、射孔、压裂设计等提供依据。所以一些煤层气施工企业也将绳索取心作为先进技术进行交流和推广，在浅孔可设计专门的绳索取心钻具、钻杆；在深孔可用石油Φ89内平扣钻杆，取出Φ49的煤心。二、绳索取心钻进原理三、绳索取心钻探技术的应用领域一、地质岩心钻探二、煤田地质钻探三、水文地质钻探四、工程地质钻探五、滨海和海底取样钻探六、煤层气钻探四、绳索取心钻探技术所具备的条件一、对于地质岩心钻探，特别是深孔钻探要有长寿命的金刚石钻头。四、绳索取心钻探技术所具备

3、的条件二、要有性能可靠的绳索取心钻具四、绳索取心钻探技术所具备的条件三、要有内外平的高强度的绳索取心钻杆四、绳索取心钻探技术所具备的条件绳索取心钻进对钻杆的要求绳索取心钻杆除了要具有普通钻杆的功能外，还要满足捞取岩心的需要，所以绳索取心钻杆应该满足下列工艺要求：1、要求钻杆内外平，且壁薄，以保证内管总成在钻杆内顺利升降并减小钻头唇面厚度，以增大岩心直径。2、由于绳索取心钻进技术工艺的原因，绳索取心钻头唇面厚度比普通钻头唇面厚度大钻进时所需钻压大，所以，绳索取心钻杆承受着比常规金刚石钻进更大的轴向压力。这就要求绳索取心钻杆最大限度的提高强度，耐磨性。

4、3、由于绳索取心钻杆与孔壁环状间隙小，冲洗液循环阻力大、泵压高，因而钻杆应具有较好的密封性能。四、绳索取心钻探技术所具备的条件目前我国取心钻杆的结构形式主要有以下几种：粘接式钻杆粘接式钻杆是目前应用较多的一种，这种钻杆的优点是接头可以采用调质性能好的刚材进行各种处理如调质、渗氮、螺纹表面高频淬火、接头表面镀铬等，还有一优点，接头或螺纹磨损后或折断后可以更换，最大的缺点是螺纹数量多，增加了在孔内折断的机率。另外，拧卸时容易在粘接处松动。四、绳索取心钻探技术所具备的条件焊接式钻杆不管是等离子弧焊接钻杆还是摩擦焊钻杆，连接点少，强度均高于粘接式钻杆，孔内

5、事故发生的机率少，使用方便，最大的缺点是螺纹损坏后或钻杆折断后因无法更换而报废，使用成本高，特别是在复杂地层钻杆折断严重的孔段。这是焊接钻杆推广不开的主要原因。四、绳索取心钻探技术所具备的条件四、要有专用的附属器具要有打捞岩芯管的绳索取心绞车和孔口夹持器五、深孔绳索取心钻进中注意的问题钻孔结构深孔钻孔结构一定要留有余地，要有备用口径,863项目示范孔设计孔深2000米，下Φ146表层套管；用Φ121口径钻进到500米左右，钻杆作为套管；用Φ96（超径钻头Φ97）口径钻进到1500米左右，下入Φ89套管或用Φ89绳索取心钻杆做套管；最后用Φ76（Φ7

6、7）口径终孔，由于循环压力大，在上级套管内经允许的情况下，尽量加大钻头外经，以减小循环压力。五、深孔绳索取心钻进中注意的问题防止钻杆结泥皮绳索取心钻进对泥浆质量要求高，转速超过600转因离心力原因，钻杆内壁将结泥皮，使打捞、投放困难，所以在使用优质泥浆的同时、不要以高转速追求高时效。五、深孔绳索取心钻进中注意的问题确保到位防止打单管在浅孔施工内管到位后在地表可听到明显的撞击声，在深孔可用多种报信方法告诉操作者内管已经到位，为了保险期间可多等几分钟时间保证到位。五、深孔绳索取心钻进中注意的问题杜绝打懒钻，岩心堵塞后就应及时打捞，有时为了在孔底解除采取

7、了好些措施，结果造成卡簧座倒扣，内管总成上下顶死而打捞失败、内管弯曲或卡簧进入内管等。五、深孔绳索取心钻进中注意的问题打捞速度：进行绳索取心打捞时将钻孔内大部分冲洗液带上来，容易使孔壁失去稳定，所以打捞内管总成时（特别是在复杂地层）切记除了不要过分的提高打捞速度外，还要在孔口给孔内注水。五、深孔绳索取心钻进中注意的问题打捞时要拧上孔口护丝，打捞时钢丝绳不可能在钻杆中心上下，钻杆母扣与钢丝绳磨损严重，钢丝绳很容易受损而拉断或钻杆丝扣、漏水、断裂而提钻。六、绳索取心钻进技术的局限性绳索取心钻进虽然有满眼钻进、提钻次数少，有利于穿过复杂地层的优点，但在地

8、层特复杂的情况下由于绳索取心钻进技术本身的缺陷，使得绳索取心钻进的效率远赶不上普通钻进方法，经常产生无法钻进的情况。六、绳