深海天然气水合物钻探取心技术.pdf

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1、2第0099期年第第3182卷页石油矿场机械OILFIELDEQUIPMENT2009，38(9)：12～15文章编号：1001—3482(2009)09一O012-04深海天然气水合物钻探取心技术王智锋，许俊良，薄万顺(i．中国石油大学石油工程学院，山东东营257061；2．胜利石油管理局钻井工艺研究院，山东东营257017)摘要：天然气水合物作为一种高效、清洁的新能源，已经引起世界广泛关注，由于其不稳定性，采用的钻探取心装置必须具备保真功能。简要介绍了国内外4种天然气水合物取心装置及国内取心工具研究进展，叙述了胜利石油管理局钻井工艺研究院承担国家“863计划”重大专项“天然

2、气水合物钻探取心关键技术”采取的取心工具方案。关键词：天然气水合物；取心；保压；钻探中图分类号：TE952文献标识码：AGasHydrateDrillingCoringTechnologyWANGZhi—feng～，XUJun-liang。BOWan—shun(1．CollegeofPetroleumEngineeing，ChinaUniversityofPetroleum，Dongying257061，China；2．DrillingTechnologyResearchInstitute，ShengliPetroleumAdministrationBureau，Dongyin

3、g257017，China)Abstract：Asanewkindofhighefficiencyandcleanenergyresource，naturalgashydratehasex—tensivelyattractedattentionsallaroundtheworld．Thedeviceusedforsamplingthenaturalgashydratecoremustpossessthepropertiesofwarmpreservationandpressurepreservationduetoitsinstability．Thedevelopingsitua

4、tionsathomeandabroadforsamplingofthenaturalgashy—drate，anewpreliminaryconceptforsamplingofthenaturalgashydratewereintroduced．Thecoringtoolresearchprojectincludedinthe“Keycoringtechnologyfornaturalhydrate”wasde—scribed．amajorprojectofnational“863”plan．Keywords：gashydrate；coring；pressurepreser

5、vation；drilling天然气水合物(gashydrate)是一种白色固体结近原始状态，必须利用特殊的取心设备。晶物质，外形像冰，有极强的燃烧力，可作为上等能1国外钻探取心技术现状口。源，俗称为“可燃冰”。据理论计算，1m。的天然气水合物可释放出164m的甲烷气和0．8m的目前，国外钻井船使用的保压取心器主要有国水口]。这种固体水合物只能存在于一定的温度和际深海钻探计划(DSDP)使用的保压取心筒PCB；压力条件下，一般要求温度低于O～10℃，压力高于国际大洋钻探计划(0DP)使用的保压取心器PCS、10MPa，一旦温度升高或压力降低，甲烷气则会逸活塞取心器APC；日本研

6、制的PTCS；欧盟研发的出，固体水合物便趋于崩解。由于这一特殊性，若要HYACE等。获得其样品具有一定的难度，从海底到地面压力和1．1保压取心器PCS温度都要发生很大的变化，要实现岩心样品保持接PCS是一种自由下落式展开、液压驱动、钢缆收稿日期：2009—04一O1基金项目：国家高技术研究发展计划(863计划)“天然气水合物钻探取心关键技术”课题(2006AA09A207)作者简介：王智锋(1975一)，男，河南沈丘人，工程师，博士研究生，现从事井下工具研究及科研技术管理工作，E—mail：wangzf@slof．corn。第38卷第9期王智锋，等：深海天然气水合物钻探取心技术

7、回收的保压取心工具，它既采用了传统的油田压力室内试验，其总体结构和工作原理与ODP—PCS相取心技术，又采用了DSDP计划发展起来的取心技似。保温功能主要通过岩心衬管和内管之间增加保术。研制PCS很大程度上是希望提高取心率和维温材料和注入液态氮，并在钻进过程中配合泥浆冷持天然气水合物的稳定性。PCS靠自由落体展开，却装置和低温泥浆实现。坐落锁紧在井底钻具BHA里并一起旋转。理论上该钻具分别于1997年在加拿大的马更些三角在70MPa的高压下PCS可取到长86cm、直径042洲、1998年在石