煤层气参数井绳索取芯工艺技术

绳索取芯金刚石在煤田钻探钻进工艺的分析摘要煤田勘探大多都是取芯钻进,绳索取芯钻探是一种不提钻而由钻杆捞取岩芯的先进方法,其结构简单钻进效率高岩煤芯质量好,劳动强度低等。

介绍提高钻探绳索取芯钻进工艺的基本要点和使用方法。

关键词钻头的质量;绳索取芯;钻具;低固相优质泥浆1金刚石绳索取芯的基础取决于钻头的质量钻头是钻进的主要工具,钻头的好坏直接影响钻进效果。

因此钻头是在钻进工艺的基础。

而绳索取芯钻进工艺对钻具钻头要求严格,特别注意以下两个方面的问题:1)要保证钻具钻头的加工质量,金刚石钻头的制做方法较多,工艺复杂质量指标多,要求严格。

2)要有质量好的金刚石。

金刚石的质量是金刚石钻头制造在中最重要的因素之一,它的好坏直接影响钻头的性能。

金刚石有着各种不同的特征,其中形状及表面状态可以肉眼鉴定。

一般呈圆形或浑圆形且表面光滑的金刚石适合于钻探用。

因此,生产单位没有更多的测试手段。

3)要绝对保证钻头胎体与钢体之间的粘结强度,在孔内正常情况下钻进,不能出现“掉环”现象。

4)胎体部分不应该有裂纹,包括横纹和竖纹,特别是横纹绝对不能有,以免在钻进过程中出现胎体掉块的现象。

5)要保证钻头内径、外径的公称尺寸,在允许误差范围之内。

6)要正确选择钻头的类型。

金刚石钻头的种类很多,就金刚石选料来说有人造金刚石钻头和天然金刚石钻头之分;就金刚石的粒度来说也有很多级别,就镶焊形式来说有孕镶钻头和表镶钻头之分,选用钻头,必须根据本地区,本单位的地层情况,设备条件和工艺水平而定。

所以选用人造孕镶金刚石绳索取芯钻头,使用效果不错。

2煤田钻探金刚石的必要条件性能取决于可靠的绳索取芯钻具取芯数量多,岩煤芯直径大是煤田钻探地质要求的特点之一。

而每个回次取芯的成败金刚石钻进是否能够正常进行的关键。

以前钻进工艺主要是采用单管取芯问题不少,如取芯成功率低,可靠性差,经常出现岩芯采不上来和岩芯中途脱落的现象。

这不仅影响钻头的使用寿命,而且增加不少的辅助时间。

煤层气井施工中绳索取心技术的应用分析作为煤层气勘探开发过程中最重要的环节之一，取心作业对于正确评估煤层气的可采性具有重要的作用。

通常取心工具难以满足煤层气取心作业中高要求、高技术难度的特点，而绳索取心工具具有钻井效率高、结构简单、钻头寿命长等特点，因此在煤层气取心作业中得到广泛应用。

本文主要介绍了绳索取心技术原理、相关工艺技术和应用注意事项，以期对煤层气井施工中绳索取心技术的具体应用提供参考。

标签：煤层气井施工绳索取心技术应用煤层气是一种在煤的形成过程中，经过厌氧菌分解煤资源而产生的吸附在煤层之中的自储式天然气体。

在煤层气开发勘探过程中，要综合考虑煤层的渗透率、地应力、埋深、厚度、含气量、含气饱和度等参数才能成功，而要想获得这些参数数据就必须进行取出煤心作业。

要保证取心作业具有较短的提钻时间、较高的岩心收获率和较完整的煤心原始状态才能有效提高这些参数的准确性。

绳索取心技术不仅能满足以上要求，还具有劳动强度低、取心时间短的优良特点，因此被大量应用于煤层气开发勘探中。

因此加强对绳索取心技术的应用研究，对于提高煤层气井施工中取心技术的应用能力和应用范围具有重要意义。

1繩索取心工具及设计原理、特点1.1绳索取心工具绳索取心工具主要由外筒总成、内筒总成、绳索提升系统和内筒打捞器共同组成。

其中外筒总成又包括外筒、取心钻头、内筒定位接头、差动接头、内筒扶正环、上下螺旋稳定器等部件共同组成，内筒总成是由割心卡心结构、卡簧座、悬挂结构、单动结构、半合式岩心管等组成，绳索提升系统主要由钢丝绳、打捞器、电动绞车等组成[1]。

1.2绳索取心工具工作原理在煤层气井绳索取心过程中，取心钻进开始前下从井口钻杆内投入到内筒总成，工具到位后即开始取心钻进。

当取心完成后，上提割心后不需要将钻具提起，而是用带绳索的打捞器将取心内筒从钻杆中提出到地面，然后打开特制半合式岩心管，则可看到取心成功后的煤心。

1.3绳索取心工具设计特点不需要专用的钻杆，同时取心直径高达70mm，大大减少了取心作业成本且利于推广和操作；采用了具有应力释放面的钻头结构和阶梯超前式切削性斜水眼的结构，更有利于煤层进心、树心；采用了悬挂式连接结构和低摩阻半合式岩心容纳管，可方便快速出心，减少入筒阻力；采用割卡心结构大大有利于煤心进入半合式岩心管，割心时拦簧闭合可完全封闭住岩心内筒底部，保证入筒的破碎煤心不发生脱落[2]。

第二工程处绳索取芯工艺总结一、安装程序1.首先地基平整、坚固，并在塔架基础下部加固水泥地基或用地梁方木或Φ20厚以上四方钢板作为地基，并还得在机器井口前后移动的地方加固地基，保证在施工中不会出现任何理由造成的人为地基安装事故（比如下沉、塔斜、不稳、不水平），这一点对于绳索取芯钻进的安装非常重要，无论深孔或浅孔非常重要，安装到位是保证整个施工中钻孔质量、事故的处理、效益高低、孔斜角度的一个重要体现，也是很重要的一个环节。

2.安装（1）首先机器和底盘必须水平，无论前后左右；（2）必须三点一线（立轴、井口、天轮）；3.开钻开钻首先保证钻速平稳，一般采用中速钻进296转/分，进入完整地层20米左右后，扩孔，下管，扩Φ119或Φ133，分别下入Φ127套管或Φ114套管，从小往大扩，必须带上导向，先下Φ127套管，后下Φ114套管，保证套管、孔壁和钻杆间隔配比合理性，保证施工钻进顺畅。

调整转速、钻压，孔斜也是很重要的一个环节，因为合理配比套管才能转速、钻压最大的合理性，保证提高钻效。

一般可采用Φ127正丝套管，里层Φ114可采用反扣套管。

4.正常钻进程序下入套管后就开始进入正常钻进程序。

（1）钻具的组合、钻速、钻压、钻头的选择1）首先取芯内外观间隔配比合理化，一般开孔基岩完整后应调整在3-7mm，能保证岩芯、卡芯、水通的合理化。

2）钻速，采用高转速（比如TK-4钻机转速一般在577转/分），也就是高转速的运行，能保证进尺速度和钻具的垂直度和稳定性、岩石的取芯完整性、效率。

3）钻压，一般是根据地层的情况，选择钻压，开始一般在500kg 左右，随孔增加而适当调整，跟转速、地层有密切的联系，所以要随时调整。

4）钻头的选择，岩石完整在中硬岩石的选择，表镶金刚石锯齿钻头比较合理，因为锯齿可以加快钻取岩石，提高效率，还能适应一般性地层，每150-200米可更换一个。

四、泵压、泵量的选择1.泵量开孔500前一般选择1档或2档。

绳索取芯钻进技术应用及工艺分析摘要：在岩土钻探工程中，为了保障施工效率和质量，避免施工安全问题的出现，采用科学有效的钻探技术是十分必要的。

绳索取芯技术是一种十分常见的钻探技术，该技术可以不提出钻头、钻具也能获取岩心的钻探技术，其不仅能够节省人工成本的投入，还能够提升钻探工作的效率和质量，受到了我国钻探技术人员的青睐。

本文主要就绳索取芯技术在岩土钻探施工中的应用进行了相应的分析和说明。

关键词：绳索取芯；岩土钻探；技术应用绳索取芯技术不需要大量的人力资源亦可完成，其效率、质量、安全性相对较高，且对设备的消耗较低，所以受到了钻探施工人员的青睐。

随着该技术的广泛应用，其也在不断的改进和创新。

该技术不需要提出钻头、钻具也可以获取岩芯，在钻杆内部填满岩芯，然后从钻杆内将岩芯搬运到地面。

在实际施工的过程中，受到钻探地质、土层环境等因素的影响，钻探效果会产生一定的差异，所以技术人员要根据实际施工环境进行技术的应用和设备的选取，不能盲目施工。

如果选用绳索取心技术，首先要做好钻杆的检测工作，避免钻杆断裂、脱扣等问题，这些问题不仅影响钻探工作的开展，还会造成钻孔、器材的损失，进而影响工程效率和经济效益。

为此，如果钻探环境复杂，一定要结合实际情况进行施工，确保绳索取芯技术的有效性。

1、绳索取芯技术的应用范围由于该技术的普遍应用，我国对该技术已经有了一定的研究，但与发达国家仍有差距。

随着技术的进步，绳索取芯技术的应用范围也在不断的扩大。

目前其主要应用于岩土地质勘察、水利工程等方面。

在钻探工程中使用该技术要从多方面进行考虑，其中包括地层条件、钻头质量、辅助设备、钻孔深度等等，也要考虑工程的资金和资源成本，不仅确保钻探工作的技术性，还要保障其经济性。

目前，在我国该技术的使用效率已经达到了每月每台设备钻进600m-1000m，平均1小时钻进7-10m，且钻杆使用寿命较长，普遍在2万米左右。

从实际应用情况来看，该技术可以应用在各种环境之中，即使是6-9级的硬岩层，应用该技术也能够确保钻探的效率和质量。

浅谈煤层气井绳索取心技术摘要：目前绳索取心是煤层气井取芯作业中最为有效的方法，然而泥浆性能、钻进参数及操作细节是影响取芯收获率的关键因素。

关键词：绳索取心；泥浆性能；钻进参数近几年煤层气行业正处于大勘探、大开发的关键时刻，而在勘探中煤层气井取芯作业是勘探的重中之重。

绳索取芯是一种不提钻而由钻杆捞取岩芯的先进方法，其结构简单、钻进效率高、劳动强度低。

绳索取心已在煤层气井取芯中普遍应用，因此对绳索取心技术的探讨是至关重要的。

1泥浆性能是绳索取芯作业的基础在取芯过程中，泥浆就是取芯钻进的血液。

与岩芯和煤芯直接接触的就是泥浆，因此泥浆性能的好坏直接影响着取芯收获率。

泥浆的众多性能中粘度和比重在取芯作业中占主导作用。

1.1 粘度对取芯的影响由于岩芯比较坚硬，不易受泥浆的冲蚀，树芯容易，所以取岩芯时对泥浆粘度没有特定的要求。

因此本文中就不考虑你将年度对岩芯的影响，下面重点介绍泥浆粘度对煤芯的影响。

由于煤岩具有胶结差，脆而软，割理和裂隙相当发育，极易破碎；抗水力冲蚀和摩擦热变能力低；成柱性差，取芯时易发生煤芯滑动和挤压，树芯困难等特性，因此绳索取心时，煤芯收获率普遍较低。

为了克服煤岩的易破碎、抗冲蚀、树芯难的特点，取煤芯时就对泥浆粘度提出了严格的要求。

若泥浆粘度太低，则会增加泥浆对煤芯的冲蚀作用，同时影响树芯，最终导致煤岩被水冲掉的危险。

正常钻进时的泥浆粘度在34s左右，然而在取煤芯时要求泥浆的粘度上调到38s 左右。

在取煤芯过程中，提高泥浆粘度有以下优点：（1）减弱泥浆对煤岩的冲蚀作用。

（2）为煤岩的树芯提供有利保障。

（3）减少了取芯钻头对煤芯的研磨。

1.2比重对取芯的影响在取芯过程中要求泥浆的比重不能太大，更重要的是要求泥浆中的固相含量不能过高。

泥浆的比重对取芯作业的影响主要体现在两方面。

一方面，绳索取芯设备主要有取芯钻头、取芯内筒、取芯外筒组成，其中由于内外筒之间的间隙不大。

若泥浆中的固相含量过高，尤其是含有大量的岩屑时会堵塞内外筒之间的间隙。

煤层气参数井绳索取心施工工艺
煤层气参数井绳索取心施工工艺
结合工程实例,介绍了煤层气参数井施工目的、技术要求、配套设备机具和相关施工工艺,总结了施工技术成果.
作者：颜丙宏夏宗清崔玉朝孙海霞 YAN Bing-hong XIA Zong-qing CUI Yu-chao SUN Hai-xia 作者单位：颜丙宏,夏宗清,YAN Bing-hong,XIA Zong-qing(山东省煤田地质局第四勘探队,山东,潍坊,251200)
崔玉朝,CUI Yu-chao(山东省煤田地质局勘察研究院,山东,泰安,271500)
孙海霞,SUN Hai-xia(山东冶金技术学院,山东)
刊名：探矿工程-岩土钻掘工程 ISTIC英文刊名：EXPLORATION ENGINEERING(ROCK & SOIL DRILLING AND TUNNELING) 年，卷(期)：2008 35(2) 分类号：P634.5 关键词：煤层气参数井绳索取心钻进。

煤层气绳索取芯工艺技术常见问题及处理方法探索【摘要】绳索取芯是目前国内煤层气井取芯作业首选的工艺技术，但由于煤层气井的区块不同，工艺施工所遇问题也不尽同，大致包括：取芯钻头寿命短、钻杆强度低、缺芯或无芯、钻进效率低，由取芯工具引起的诸多问题等。

本文意在综合国内一些专家学者的理论与研究成果，加之大庆探区实际煤层绳索取芯工作经验，探索下针对该领域的常见问题的处理方法。

【关键词】取芯工具寿命强度缺芯效率低绳索取芯钻进是一种不提钻而由钻杆内捞取岩心的先进钻进方法，它具有结构简单，钻进效率高岩矿芯质量好，钻头寿命长，劳动强度低等特点。

煤层气井通过利用此技术，在最短时间将煤心装罐，进行化验分析，对取全、取准煤层参数至关重要。

随着钻孔深度的加深，其优势更为明显。

自从被引入煤层气大井眼钻井后，工具下入深度也随着勘探深度的增加而增加，取芯钻头直径也随着勘探需求而加大。

同时，一些不可避免的问题也随之产生。

绳索取芯钻具的型式很多，规格各异，但其基本结构大同小异。

以S-59型钻具为例，其结构（图1）。

整套绳索取芯钻具分为单动双层岩心管和打捞器两大部分。

双层岩心管部分由外管总成和内管总成组成。

1 情况简介1.1 取芯工具大庆探区煤层气井绳索取芯采用SX215-Ⅲ型取芯工具，岩心外径62mm。

取芯钻具组合：φ215.9mm 取芯钻头+绳索式取芯工具+127mm钻杆（最小内径≥82mm）+133.3mm 方钻杆。

1.2 施工参数考虑到煤层疏松，成柱性差，采用“四低”取芯参数：即低钻压4t、低转速60r/ min、低排量8L/s和低泵压0.1MPa。

1.3 取芯收获率目前已完成3个盆地5口探井的绳索取芯工作，如表1所示。

2 问题及处理方法2.1 取芯钻头寿命短绳索取芯钻头使用寿命一般在20～200m，我国绳索取芯金刚石钻头的平均寿命不到50m[1]。

2井、3井两口井所钻地层较软，所用的取芯钻头磨损不太严重。

1井、4井、5井所钻地层坚硬，尤其鸡西盆地砂煤互层发育，对取芯钻头损耗严重，出井取芯钻头牙齿不同程度脱落。

绳索取心钻探工艺一、适用条件绳索取心钻进方法可应用于固体矿产钻探、工程地质钻探、地热钻探、水域钻探、冰层钻探、砂矿钻探、科学深孔钻探、坑道钻探等多种要求全孔取心的钻进工程中。

具体的钻探工程是否采取绳索取心,必须考虑地质要求、岩石地层、钻孔结构(口径级数、终孔直径)、钻孔深度、钻头使用寿命等因素。

(1)地质要求:一般岩(矿)心取心质量要求较高,或需要快速取样(冻土样、含气岩矿样)的钻探工程应采用绳索取心钻进。

(2)岩石地层:绳索取心钻进适用各种地层,在可钻性级别6~9级的中硬岩层中效果最好。

在现有技术条件下,一般不宜钻进可钻性级别10-12级的岩石,尤其是组织致密、颗粒细小、无研磨性的极坚硬岩石,如石英闪长岩、石英砂砾岩、磁铁石英岩等,或研磨性很强的硬、脆、碎岩石。

钻进遇上述岩石时,钻头极易磨损,或出现“打滑”现象,钻进效率很低。

(3)钻孔结构:钻孔口径级数较多,终孔直径较大时,是否选择绳索取心钻进工艺,应结合一次性投资能力等因素全面慎重考虑。

(4)钻孔深度:绳索取心适合中深孔钻进,钻孔越深经济技术效果越好。

但绳索取心钻进的最大深度受钻杆强度、环空冲洗液循环阻力等因素的制约,应进行校核。

(5)钻头使用寿命:由地层、孔径和使用等因素导致绳索取心钻头寿命短,钻进过程中经常提大钻更换钻头情况,可能导致绳索取心钻进优势无法体现。

二、钻进技术规程参数根据岩层特性、钻头类型、钴孔深度、钻孔倾角、钻孔直径、冲洗液类型和所用钻具性能等因素选择,并优化钻进工艺参数,主要为钻压、转速和冲洗液量。

1.钻压绳索取心钻进环状刻取面积比常规取心钻进要大,因此钻进时所用钻压亦相应增大。

绳索取心钻进一般适用于中使至硬岩层(可钻性级别6~11级),使用常规表镶和孕镶金刚石钴头的钻压范围见表7-3。

钻进节理发育岩石和产状陡立、松散破碎、软硬互层、强研磨性等地层及钻孔弯曲、超径的情况下,应适当减压;经初磨的新钻头,采用正常钻压可获得高钻速。

煤层气绳索取心工艺的流程创新0 引言煤层气也叫“瓦斯”，它是伴随煤的形成过程中，经厌氧菌分解而生成，并吸附在煤层之中的自储式天然气体。

我国的煤层气资源总量比较丰富，总量约为31.46万亿立方米，除俄罗斯、加拿大两国之外，我国是国际上排行第三煤层气储量国。

目前，我国煤层气勘探开发工作经过了多年的发展，在煤层气地质理论、勘探开发技术、商业化产能建设等方面取得了突破性进展。

在煤层气勘探开发中，煤层的埋深、厚度、渗透率、储层压力、地应力，含气量、煤岩的煤质特征、含气饱和度，以及煤层顶底板岩石物理力学性质等参数，是决定煤层气开发成败的关键因素，而取出煤心是获取这些参数的主要手段，要提高这些参数准确性，就要有高的岩心收获率、尽可能短的提钻时间、尽可能短的出筒及装罐时间和较好的煤心原始形态，绳索取心技术能够快速的获取煤心，因此绳索取心技术作为不提钻而由钻杆捞取岩心的先进方法，及其钻进效率高、劳动强度低、岩心采取率高、取心时间短、岩心完整度和纯洁性好的特点，且满足煤层气取心要求，广泛应用在煤层气勘探开发中。

1 绳索取心工具煤层气勘探与地质探矿不同，往往煤层气勘探井又兼做煤层气开发试验井，因此，一方面要求终孔直径215.9mm，满足抽气试验，另一方面为了获取准确的测试参数，要求煤心直径不小于60mm，块煤取心率收获率≥80%，粉煤取心收获率≥60%。

而在一般煤田地质勘探中，终孔直径75-86mm，煤心直径50-60mm，既能满足要求。

采用常规地质勘探绳索取心工具进行煤层气探勘，若先取心后扩孔，则费工费时，效率低下；若先成孔后取心，则取心难度大、煤心收获率低，且二者都需要配备两套钻具，经济效益低下，为此，我公司自主研发了既满足要求又经济效益高的WH-B型绳索取心工具和底喷式PDC取心钻头。

WH-B型绳索取心工具外管直径133mm，内管外径78mm，理论取心直径68mm，可直接与直径127mm钻杆配合使用，半合管式设计，可以保证更好的煤心原始形态和更短的装罐时间，满足测试要求。

绳索取芯技术在韩城煤层气井中的应用发表时间：2014-11-26T15:21:19.750Z 来源：《价值工程》2014年第9月上旬供稿作者：黎耀斌[导读] 中石油煤层气有限责任公司对韩城区块煤层气资源进行大规模的勘探开发。

Application of Rope Coring Technology in Hancheng Coalbed Gas Well黎耀斌LI Yao-bin曰薛启平XUE Qi-ping（陕西省煤田地质局一三一队，韩城715400）（Shaanxi Coalfield Geology Bureau 131 Team，Hancheng 715400，China）摘要院针对煤层气井取芯要求提芯时间短、收获率高、质量好等特点。

以韩城煤层气勘探开发项目中的WLC20# 为例介绍了煤层气绳索取芯钻井工艺、操作要领及施工成果。

Abstract: In view of the fact that coalbed gas well coring requires short coring time, high yield and good quality, and taking WLC20#in Hancheng coalbed gas exploration and development project as an example, this article introduces the coalbed gas rope coring drillingprocess, operating main point and the construction achievements.关键词院绳索取芯；煤层气井；钻进工艺；成果Key words: rope coring；coalbed gas wells；drilling technology；achievements中图分类号院TD823 文献标识码院A 文章编号院1006-4311（2014）25-0154-020 引言近年来，中石油煤层气有限责任公司对韩城区块煤层气资源进行大规模的勘探开发，陕西省煤田地质局一三一队承担了许多煤层气探井、参数井、生产井的施工任务，在施工中为了快速准确获取目标煤层的埋深、厚度、煤岩及煤质特征，割理及裂隙发育程度，含气量、含气饱和度、等温吸附曲线、渗透率、储层压力、地应力，煤层顶底板岩石物理力学性质等参数，优选采用绳索取芯钻进技术。