大口径深部钻探中绳索取心工艺的应用研究.pdf

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1、2017年6月建材与装饰地质·勘察·测绘大口径深部钻探中绳索取心工艺的应用研究周继湘（湖南省地质矿产勘查开发局402队湖南长沙410000）摘要：针对绳索取心工艺在大口径深部钻探中的应用，做了简单的论述。绳索取心工艺作用的发挥，需要严格把握工艺要点，合理选择设备与参数，结合工程实际，合理设计施工方案，加强施工质量管控，以确保工程施工的质量。绳索取心工艺较为成熟，与其它取心工艺相比，有着较强的应用优势。关键词：大口径；钻探工程；绳索取心；地质勘探中图分类号：P634.5文献标识码：A文章编号：1673-0038（2017

2、）23-0231-02随着钻探工程勘测环境日益复杂，使得原有的固体钻探工性能不同，要从实际出发，合理选择，比如洪冲击砾石、松散型砂艺，已经难以满足大口径深部钻探工程的需求，而绳索取心工艺土等，可以使用优质粘土、火碱、Na-CMC，加入清水进行搅拌，制的应用，不仅作业效率高，能够降低人工作业强度，还有着较强作原浆浆液，以满足泥浆密度、粘度等性能要求[2]。的经济优势。对于不同的工程条件，需要做好工艺创新，保证工3绳索取心工艺在大口径深部钻探中的具体应用程作业的质量与效率。3.1案例概述1绳索取心工艺概述某大口径深部钻探更

3、工程，钻遇地层从上到下包括第四系更绳索取心工艺不仅可以在100~300m的浅孔钻探中应用，也新统平原组、上第三系渐新统上寺组、下第三系渐新统廖庄组、能够应用在深孔钻探工程中，而且应用优势更加突出。通常情况下第三系始新统核桃园组地层。地质要求如下：钻孔设计深度为下，绳索取心工艺的应用，在6~10级硬度岩层钻进施工中的应2630m（2000~2630m连续取心），终孔口径＞95mm；合理选择钻井用效果较好，在11~12级岩石钻进施工中的应用效果较差，尤其泥浆，确保岩心原状；岩心采取率要≥75%，矿心和顶板、底板的是颗粒细小

4、没有研磨性的极坚硬岩石，包括石英闪长岩与石英采取率要≥85%；最大回次要小于3~4m；严格按照钻探工艺作砂砾岩等。绳索取心工艺的选择，需要从地层条件和钻孔深度等业，确保钻孔质量优良。因素方面，综合考虑来选择。3.2钻探工艺的选择2绳索取心工艺应用要点结合钻探地层条件综合考虑，采取绳索取心工艺，进行深部2.1设备选型快速钻探作业，使用φ89mm绳索，上部按照中转速、高泵量、中应用绳索取心工艺，开展大口径深部钻探，需要合理选择设钻压规程作业，使用合金或者PDC钻头钻进，以保证作业质量；备类型，以确保作业质量。对于钻机的选择

5、，通常选择机械传动下部取心段使用φ89mm绳索取心钻杆和扶正器、取心钻具，按大通径、大扭矩XY-8型钻进，此设备能够钻进1000~3000m，设照大环空、高泵量规程，进行连续取心，实现快速钻探。钻孔结构计功率较大，可以达到130kW，立轴低速扭矩为9247N·m双油设计采取的是探采结合方式，钻孔深度为0~11.80m、钻孔直径为缸给进，能够满足大口径深部钻探工程施工需求。对于泥浆泵的φ620mm，使用深度0~11.80m、φ600表层套管；钻孔深度为选择，通常使用3NBB-390-52-8-55型设备，可以满足各类钻进

6、11.80~491m、钻孔直径为φ346mm，使用深度0~491m、φ224.5×泥浆流压参数需求，使用4135（64.7kW）柴油机，作为动力设备。10.03石油套管；钻孔深度为491~1652m、钻孔直径为φ216mm，对于钻具的选择，需要结合孔径大小，合理的选择，开孔通常使使用深度491~1652m、φ177.8×8.05石油套管，其余段为螺孔。用φ127mm岩心管、φ146mm钻头[1]。3.3设备选型2.2工艺参数的选择按照钻孔深度和取心工艺要求，按照表1参数，来选择设钻开展大口径深部钻探时，应用绳索取心工艺

7、，可以采取少钻、机类型。对于泥浆泵的技术参数如下：QZ3NB-800的排量范围为勤提、快提的方式，采取绳索打捞不提钻工艺方法。在选择参数840~2700、压力范围为11.7~26.5MPa、驱动功率为597kW；时，需要考虑到地层条件需要，合理的选择。回转速度的选择，若TBW1200/7的排量范围为360~1200、压力范围为3.2~13MPa、驱使用的是PDC钻头，要基于其直径和切削特点，回转速度要小于动功率为95kW；BW320的排量范围为130~320、压力范围为4~金刚石钻头。对于钻压的选择，以PDC钻头为主，

8、从PDC钻头、10MPa、驱动功率为30kW。表1钻探设备技术参数岩石轴向抗压强度等方面进行考虑，利用钻头计算公式，按照岩钻机TSJ3000/445石的抗压强度，来选择金刚石复合片的类型，确定钻压。对于冲钻进深度2600~3000m洗液量的选择，可以按照上返流速计算，结合钻头类型来选择，转盘转数43、63、93、156r/min确