针对复杂地层金刚石钻头的改进与应用.pdf

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1、2010年第37卷第1期探矿工程(岩土钻掘工程)67针对复杂地层金刚石钻头的改进与应用阮海龙，纪卫军，沈立娜，欧阳志勇(北京探矿S-程研究所，北京100083)摘要：复杂地层的钻进与取样问题一直是钻探行业的一个技术难题。由于地层结构的杂乱无规律、软硬互夹层多、换层频繁以及破碎层硬、脆、碎的特性，使得在钻探施工过程中钻头寿命低下，频繁提下钻导致坍孔、掉块、缩径、漏失、涌水等事故经常发生，钻探效率难以提高。针对以上问题，根据目前钻探施工普遍采用的金刚石绳索取心钻探工艺，通过试验对金刚石钻头进行设计与改进，提高钻头的钻进效率与使用寿命，可大幅提高钻探效率并减少

2、事故发生率，从而取得良好的经济效益。关键词：金刚石钻头；绳索取心钻进；复杂地层；钻进效率；使用寿命中图分类号：P634．41文献标识码：A文章编号：1672—7428(2olo)ol一0067一o3ImprovementandAppficafionofDiamondBitforDrillinginComplexFormation／RUANHai—long，J1Wei-jun，SHEN12一，zd，OUYANGZhi—yong(BeringInstituteofExplorationEngineering，Beijing100083，China)Abstr

3、act：Therearelotsofdrillingandcoringdifficultiesforexplorationengineeringincomplexformations．Theformationstructureisusuallyunstableandbrokenwithsoftandhardlayersinterbedded，whichmakestheservicelifeofdrillingbitveryshort；andtheaccidents，suchasholecoHapse，block—falling，diametershrin

4、kage，leakageandwatergushing，hap-penfrequently，thedrillingefficiencyishardtobeimproved。Accordingtotheseproblems，basedondiamondwire-lineCO-ringdrillingtechnologyincurrentdrillingengineeringandbydesignimprovementondiamondbitintests，drillingefficiency．andservicelifeofdrillingbitwereb

5、othimprovedwithdrillingeficiencysignificantlyincreasedanddrillingaccidentre—duced．Keywords：diamondbit；wire—linecoringdrilling；complicateformation：drillingeficiency；servicelifeofbjt复杂地层是指在钻探施工过程中容易出现坍造成岩心在钻头内径处消耗，从而导致钻头内保径孔、掉块、缩径、漏失、涌水等孔内复杂情况的地层。超前磨损失效。该地层以其可预见性差(结构杂乱无规律)、可钻性1．2水口

6、冲蚀严重差(软硬互夹层多、换层频繁)以及稳定性差(易发(1)岩层研磨性强，冲洗液含砂量高；(2)钻头生坍孔、掉块、缩径、漏失、涌水等孔内事故)的特胎体偏软。点，成为钻探行业的一个难题。1．3胎体掉块目前金刚石绳索取心钻进工艺以其钻进效率(1)下钻时遇探头石或脱落岩心，因扫孔而磕高、劳动强度低、钻孑L稳定性好等优点，被钻探行业裂；(2)钻进过程中遇硬、脆、碎地层，钻具振动幅度所普遍采用。同时这种钻探工艺对金刚石钻头也提大，导致钻头胎体产生裂纹，进而发展成掉块。出了更高的要求，需要更高的钻进效率以及更长的1．4钢体磨损严重使用寿命。而在复杂地层条件下钻进，常

7、规金刚石(1)孔壁稳定性差、易坍塌、掉块，导致钢体外钻头由于孑L底情况复杂，经常发生超前磨损或非正部磨损；(2)岩心破碎不能顺利进入内管，在卡簧座常磨损而失效，从而导致钻进效率低、寿命低的情与钻头钢体间相磨，导致钢体内部磨损。况，难以达到钻探工艺的要求。1．5钻头不进尺(1)钻头胎体硬度太高，遇硬夹层抛光打滑；1复杂地层下金刚石钻头失效分析(2)胎体太软，工作层过度消耗。1．1内外保径早期磨损(1)岩层研磨性强；(2)由于岩心破碎，钻进过2复杂地层用金刚石钻头的设计要点及制造工艺程中岩心不能顺利进入内管，或发生岩心堵塞现象，针对复杂地层的特点以及金刚石钻

8、头失效原因收稿日期：2009一l1—13作者简介：阮海龙(1984一)，男(汉族