DQ-76型连续造斜绳索取心钻具的研制及应用.pdf

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1、第46卷第2期地质与勘探Vo1．46No．22010年3月GE0L0GYANDEXPL0RAⅡ0NMarch，2010DQ-76型连续造斜绳索取心钻具的研制及应用任攀攀，林修阔，陈晓琳，张新刚(1．中国地质大学(北京)，北京100083；2．中国地质科学院勘探技术研究所，廊坊065000)[摘要]介绍了DQ-76型连续造斜绳索取心钻具的结构特点、工作原理及造斜率预测方法，作者采用纵横弯曲法计算该取心钻具的造斜能力，并对其造斜率进行预测。该钻具由打捞机构、仪器管、分动机构、卡固机构、造斜机构、传扭管、取心管、扩孔器以及取心钻头等部分组成。该钻具的

2、造斜强度在地面进行调节，通过泵压控制分动机构和卡固机构的运动，保证造斜过程中钻具在井底的有效卡固。通过该钻具在云南某煤矿31：7井的现场应用，分别调节钻具造斜机构的偏心距为0．5mm、I．0mm及1．5mln来试验钻具的实际造斜能力及取心参数，结果证明：①试验钻具能满足连续造斜的同时实现绳索取心；②钻具造斜强度能够通过更换偏心套来改变；③利用纵横弯曲法预测极限造斜率时，修正系数可取0．7～0．93。[关键词]绳索取心连续造斜绳索取心钻具岩心钻探极限造斜率[中图分类号】P642[文献标识码]A[文章编号]0495—5331(2010)02—033

3、8—05RenPan-pan，LinXiu-kuolChertXiao-lin。ZhangXin·gang．DevelopmentandappHcafionofDQ76continuousdeflectingwire—linecoringtoolassembly[J]．GeologyandExploration，2010。46(2)：0338—0342．地质钻探的目的是为了通过采取岩样、水样来不。获取矿体形态、产状、埋深、品位、储量以及围岩性1．2钻具特点质、水文地质资料等。为了达到不同的目的，有的可(1)实现在连续造斜钻进的同时进行绳索取采用

4、垂直钻孔，而有的更适宜采用受控定向孔(江心，上提岩心的同时能通过仪器管内的测井仪记录天寿等，1994)。然而在国内的地质钻探行业，由于井身参数，指导定向钻进；没有专门的定向钻进造斜段取心钻具，定向钻进造(2)通过卡固机构使卡固伸缩块附着井壁，并斜段基本采用不取心或者通过特殊钻头获取小岩芯通过分动机构使传扭管与卡固管分离，达到传扭管的钻进方式。为满足地质钻探对定向钻进取心的需与卡固管的双管单动；要，中国地质科学院勘探技术研究所向中国地质调(3)卡固机构和分动机构均通过泥浆压力控查局申请并通过“取心定向钻进技术与冲击定向钻制；进技术的研究”项目的立

5、项工作，连续造斜绳索取(4)采用双偏心套结构的中空式造斜机构，其心钻具的研制是该项目的部分内容。结构紧凑、体积小，不仅使钻具的造斜率可以在一定范围内进行调节，还保证了采取岩心的直径(Warren1钻具的结构及特点T，1998；菅志军，2003)；1．1钻具结构(5)岩心内管采用轴承实现上下两点扶正，增DQ一76型连续造斜绳索取心钻具由打捞机构、大岩心内管的刚度，改善岩心内管受力状态；仪器管、分动机构、卡固机构、造斜机构、传扭管、取(6)钻具易损件均选用铜制构件，便于维护。心管、扩孔器以及取心钻头等部分组成(王永平，1．3技术指标2005；吴银柱

6、等，2006；王茂森等，2006)，如图1所钻头外径：@75．7mm；[收稿日期】2009—05—30；修订日期]2010—03—10：【责任编辑]陈喜峰。【基金项目】中国地质大调查项目(编号：1212010660701)。[作者简介】任攀攀(1983年一)，男，中国地质大学(北京)博士在读，地质工程专业，E-mail：renpan1983@sina．corn。338第2期任攀攀等：DQ一76型连续造斜绳索取心钻具的研制及应用并附着于井壁，增大泵压至，分动机构中的分动活塞上行，传扭管与卡固管脱离；继续增大泵压，达到工作泵压尸3，以保证卡固伸缩块

7、完全卡固于井壁，卡固管不随传扭管转动。在泵压达到P3后，开动转盘即可进行正常的钻进及取心作业。该钻具割心及打捞作业均与普通绳索取心钻进相似，在将岩心内管打捞至孔口后，从岩心内管中取出岩心，另外还需将测井仪中的井身数据读人工作电脑，以便指导造斜钻进(唐鸿云等，2001)。3造斜率预测在此钻具中，上下轴承以及偏心轴承间的位置是固定的，通过调节偏心轴承的偏心量，使传扭管产生径向变形，并因此在上轴承以下的传扭管产生一结构弯角。这种结构与弯外管造斜钻具类似(王宝新等，1994；苏义脑等，2002；刘修善等，2004)，因此，图1DQ一76型连续造斜绳索取

8、心钻具结构示意图可以使用极限曲率法来计算该钻具的造斜率。Fig．1SchematicdiagramshowingstructureofDQ76极限曲率