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2441 吐哈油田复杂岩性地层钻井简介吐哈油田主要含复杂岩性地层的区块有照壁山、柯克亚、鲁克沁等，自上而下钻遇的地层有：第四系西域组、第三系鄯善群；中生界白垩系吐谷鲁群，侏罗系上统齐古组，侏罗系中统七克台组、三间房组、西山窑组，侏罗系下统三工河组、八道湾组，三叠系上统克拉玛依组、三叠系上统。
其中照壁山区块中下部地层（2500-4300m）为致密砂泥岩互层，地层可钻性较差、研磨性极强。
由于钻头在这种复杂岩性地层中钻进时受力不均引起的交变应力对切削齿造成的恶劣冲击是导致钻头切削齿破坏失效的主因。
主要表现有：金刚石复合片先期损坏，单只钻头行程短、使用寿命短、机械钻速低等。
因此，在前期钻井施工中大多采用牙轮钻头钻进的方式穿越复杂岩性地层，在此条件下施工的钻头破岩效率低、钻压较大井身质量难以控制、起下钻频繁，造成钻井周期延长和钻井费用增加，那以满足油田目前勘探开发形式下高效钻井的要求。
2 PDC钻头个性化设计研究2.1 地层可钻性研究通过在室内开展岩石力学参数实验，对岩石动力学参数和声学参数进行测定，采集照壁山、柯克亚、鲁克沁等多个复杂岩性地层发育区块的岩芯，对岩芯可钻性、研磨性实验结果和声波时差测井资料进行对比分析，建立了地层可钻性、研磨性的科学计算模型，最终形成了复杂岩性区块的PDC钻头地层可钻性、研磨性分析剖面。
2.2 钻头优化设计研究3 现场试验情况及结果分析为验证吐哈复杂岩性地层中新型PDC钻头的适应性，在照壁山、柯克亚、鲁克沁等典型复杂岩性地层区块开展了多口井的现场试验。
实践证明，新型PDC 钻头对复杂岩性地层适应性良好，机械钻速、使用寿命和单只行程有了明显的提高，使钻井周期大幅缩短、钻井运行效率显著提高。
下面例举新型钻头在照壁山区块的两口试验井中的现场应用情况及效果。
3.1 试验1井试验情况及结果分析试验1井位于红旗坎构造带照壁山区块，处于山前逆掩带，中部地层泥岩与砂砾岩互层发育，下部地层致密细砂岩与泥岩发育，夹黑色煤、泥质粉砂岩，属非均质性极强的高研磨强冲击性地层。
关于深孔地质钻探中金刚石钻头技术应用相关问题的分析及探究【摘要】在深孔地质钻探中，金刚石钻头因为本身高效长寿的特点,大大降低了全部起钻的次数,能够有效降低工程成本,提高钻头钻速,提高收益，因此得到广泛应用。
本文我们将就深孔地质钻探中金刚石钻头技术应用的相关问题展开分析及探究。
【关键词】深孔地质；钻探；金刚石钻头；应用一、深孔地质钻探中金刚石钻头的应用价值在进行深部岩石层的钻探时,施工周期比较长,而且孔壁不够稳定,伴随着下钻的次数增加让钻孔的稳定性更加降低,非常容易发生孔内事故。
提钻和下钻的次数频繁,钻杆的损伤就会加剧。
所以,根据深孔钻探的施工特点和条件,提钻的间隔和回次进尺要求最好是越长越好,金刚石钻头是钻探岩石的常用工具,所以金刚石钻头在深孔钻探的应用起到很大的作用。
金刚石钻头具有高效长寿的特点,不仅把钻头在井底工作的时间延长了,还降低了提下钻的次数,更达到了取样快速的目的,满足了深孔钻探的要求,大大的缩短了工程工期,也同时把我国的钻探技术提升到一个新的台阶。
二、深孔地质钻探金刚石钻头的设计为了使金刚石钻头在深孔钻探达到更高的要求。
要使金刚石钻头具备高效率、长寿命的特点,必须从钻头的材料和结构设计方面着手,对钻头的水路和切削结构来进行优化设计,其中包括钻头的制造工艺、金刚石参数、胎体的性能、结构形式来进行研究分析,设计的目的就是平衡金刚石在一定的切削单位下工作,从而防止有些地方先受到损害,让钻头的工作能力能最大化的发挥,而达到钻头的高效率和长寿命。
深孔钻探金刚石钻头的结构设计,钻头设计的出发点是延长钻头的使用寿命以及提高钻头的钻速,但是钻头的使用寿命却是首先应该考虑的因素,所以金刚石的工作层是决定深孔钻探金刚石钻头的关键之一。
在考虑了金刚石层的冷却效果之后,高胎体钻头的水路设计主要有两种形式,一是双水口高胎体;二是单水口的高胎体,随着钻头工作层的增高,也需要特殊设计钻头的保径措施,要起到保径的功能,还要不影响钻进的效率。
复杂地层钻探困难原因及治理方法些问题的出现对于钻孔来说是十分不利的。
为了能够更好的提高在复杂地层的钻孔，就需要对这些地层进行合理的分析，这样才能够有效的避免这些问题的出现。
本文针对复杂地层钻探困难原因进行分析，然后根据实际情况及钻进要求，合理运用综合治理方法。
关键词：复杂地层；岩心钻探；；原因分析；综合治理引言复杂地层是指岩心钻探中孔壁不稳定（坍塌、掉块、遇水膨胀、遇水溶解等）、钻孔漏水或涌水的地层。
地质岩心钻探在我国社会经济建设中的有着举足轻重的地位，近几年发展速度也非常迅速的。
由于矿山地表的矿产资源被过度的开发，而现有地质岩心技术的落后，矿山的深部矿产资源得不到有效的利用，导致矿山现有的服务年限非常短暂，市场矿产资源需求也得不到满足。
为了解决以上问题，我国大部分地区将地质找矿的重心转向矿山深部资源的开发上。
开发矿山深部资源将会大大增加复杂地层深孔钻探的施工难度，这对于复杂地层岩心钻探技术的要求大大提高。
因此，提高我国复杂地层情况的岩心钻探技术水平的任务就显得十分紧迫。
1复杂地层岩心钻探困难的原因分析在钻探生产中，从复杂地层的护壁角度来说，是指阻碍钻进的一些特殊岩性的地层。
地层松散、胶结不良、软硬互层、吸水膨胀，遇水溶解或地质构造运动而造成的破碎、裂隙、断裂，再加上地下水的融蚀活动等等，给钻探生产带来坍、掉、涌、漏不利因素。
（1）风化作用形成的复杂地层。
风化作用破坏了坚固岩石的全部或部份的颗粒之间的联结，使岩石变得疏松，具有较大的缝隙，易于坍塌掉块与漏失。
（2）流水作用、沉积作用形成的复杂地层。
流砂层、沉积的泥质地层，皆为流水沉积作用从而使岩石胶结不牢而造成极为严重的坍塌、缩经。
（3）地质构造引起的复杂地层。
在地质构造运动形成的压力、振力和扭力等作用下，造成所谓压性、张性、扭性、压扭性和张扭性各类断层，这些大都由断层泥、糜棱岩、断层角砾，压碎岩、碎块岩和片状岩等分别组成，此类断层的延伸和宽度可以达几米、十几米、数百米不等。
金刚石钻头在矿山地质钻探中的发展趋势摘要：随着社会经济不断发展，我国对矿山资源的需求量逐渐上升，在加大矿山资源的开发与利用的过程中，带动了各种钻探工作的蓬勃兴盛，例如地质钻探与矿井钻探等。
金刚石钻头的具体应用对各种钻探工作带来一定的影响，各种钻探工作想要顺利开展工作也需要依赖于金刚石钻头的应用。
金刚石钻头在各方面不断发展，其性能、结构越来越好，种类不断增多，在很大程度上满足了能源发展的需要。
但是，在金刚石钻头的应用中存在许多问题，基于此，本文将对当前金刚石钻头在矿山地质钻探中的现状与发展趋势展开探讨，提出解决措施，以期为各种钻探工作提供帮助。
关键词：金刚石钻头；矿山地质；现状；发展趋势随着钻探开发技术的发展，金刚石钻头不断提升材料、工艺以及应用技术，以跟随时代发展潮流，为满足社会的发展需要，需要持续改善应用性能，并从多方面延长金刚石钻头的使用时间，提高使用寿命[1]。
我国的多种钻探工作与金刚石钻头应用息息相关，为满足各种钻探行业不断增加的需求，不断提升科学钻探技术，为资源开发提供服务。
一直以来，金刚石钻探技术被国外垄断，为打破这一现象，我国需要持续提高金刚石钻探技术与钻探水平，为国家发展提供保障，并在激烈的世界竞争中占据有利地位，从而为社会发展做出贡献。
一、金刚石钻头在矿山地质钻探的发展现状地球科学勘探需要一种新型的钻头进行深部钻探[5]。
为了揭开大陆演化之谜，寻找资源非常重要，与此同时，也要保护地球环境，减少因为深部钻探造成的灾害，因此，有必要开展两种钻探工程，分别是地球深部勘探和大陆深部科学钻探工程。
通过不同方向对地球内部进行观察，一是针对深部动力学，进行深孔工作对研究地壳板块汇聚边界起到一定帮助，二是针对油气资源以及火山地热资源等展开地质以及其他预研究。
这些地质研究需要依赖于重要矿产资源集聚区，并将其中的各种成矿背景、条件互相结合，形成预研究的基础条件。
因此需要进行大规模地质调查，测绘和科学选址，这些都离不开钻头技术的发展。
金刚石钻探用钻杆的改进与使用效果周全发布时间：2021-07-19T16:40:28.977Z 来源：《基层建设》2021年第12期作者：周全[导读] 在钻井过程中，钻杆承受各种复杂的应力，并受到腐蚀。
绳索取心钻杆接头薄壁是钻柱的薄弱环节。
黑龙江有色金属地质勘查七0一队黑龙江省哈尔滨市 150028摘要：在钻井过程中，钻杆承受各种复杂的应力，并受到腐蚀。
绳索取心钻杆接头薄壁是钻柱的薄弱环节。
如何提高钻杆和接头的强度和耐磨性，延长其使用寿命，是一个值得关注的问题。
关键词：金刚石钻探；钻杆；改进；使用金刚石钻探用钻杆存在易折断的间题，经多年研究，采用圆锥粗尖螺纹锁接头与摩擦焊接后，使断钻杆事故骤降，而且密封不漏，防止了烧钻事故，取得了很好的社会经济效益。
一、钻杆折断与漏水的主要原因现行的金刚石钻杆螺纹，是地质矿产部《DZ1.1-84》标谁，即圆柱特殊梯形螺纹。
这种螺纹经长期使用并对其观察研究分析，我们认为不适应金刚石钻探特点—泵量小、泵压高、转数高。
这些特点要求钻杆螺纹严密、不松动、不漏水，否则，必然折断或烧钻。
圆柱特殊梯形螺纹存在下列问题。
1.螺纹本身存有较大问题。
螺纹设计存在一定的公差间隙，另外不可避免要超公差加工，就使间隙更大。
在现场常常看到螺纹拧到底后的接头是松动的，可见其间隙之大，也看到过不常拧卸的钻杆接头在螺纹上出现一道宽5一6mm、深1一2mm的水沟，可见螺纹漏水情况已很严重了。
2.螺纹磨损速度过快间隙迅速增大。
即使是加工精度很高的螺纹，也经不起每夭要进行10多次的强制拧卸磨损使间隙迅速增大。
据实际观察，一副新的锁接头一般使用2个月左右其螺纹牙顶宽度便由3.854mm减至2.9mm左右，不能再用了。
这种螺纹之所以磨损过快，是由于它自身的结构所决定的，因为它要从头拧到尾才能扭紧，每道螺纹都要受磨损，尤其是第一、二道螺纹要旋转5一6周才能扭紧，磨损速度越快间隙越大。
这就是锁接头折断与漏水的主要原因。
金刚石表面预处理技术在金刚石钻头中的应
用
金刚石是一种极硬的材料，具备高硬度、高强度、高导热性和高抗腐
蚀性等特点，广泛应用于制造高速车削刀具、高效加工工具和钻石工
具等领域。
然而，由于金刚石材料本身的特性，对其表面进行预处理
至关重要，尤其对于金刚石钻头的应用，在表面预处理上更是严格要求。
金刚石表面预处理技术可以提高钻头的表面质量、保护钻头的边缘、
延长钻头的使用寿命。
以下是金刚石表面预处理的几个步骤：
1. 确定钻头的形状和大小：钻头的形状和大小决定了钻头的使用范围。
在确定钻头形状和大小之前，还需要考虑加工材料的硬度等因素。
2. 精细磨削：取一定的金刚石磨料和混合凝胶，在磨削机上对钻头
进行精细加工。
精细磨削可以提高钻头的表面光洁度、改善表面性质。
3. 化学腐蚀：对金刚石进行酸性溶液腐蚀，去除表面氧化皮，提高表
面活性，为下一步处理做好准备。
4. 洗涤：用大量纯化水对钻头进行冲洗，去除残留的酸性液体，以防
止后续热处理时的化学反应。
5. 真空退火：将钻头放在真空室中进行加热和退火处理，使其质量稳定。
6. 切割和磨抛：将经过预处理的钻头进行切割和磨抛，使其边缘更加锋利，表面更加光滑，提高钻头的加工效率和精度。
通过上述步骤的金刚石表面预处理技术，可以显著提高钻头的性能，减少加工成本，延长使用寿命，为金刚石钻头制造行业带来更多的发展潜力。
金刚石钻头失效原因及改进摘要:文章主要就金刚石钻头在地质钻探工程中失效的原因进行详细分析，提出了相应的措施，以供参考。
关键词:钻头金刚石失效原因改进目前金刚石绳索取心钻进工艺以其钻进效率高、劳动强度低、钻孔稳定性好等优点，被钻探行业所普遍采用。
同时这种钻探工艺对金刚石钻头也提出了更高的要求，需要更高的钻进效率以及更长的使用寿命。
在江西省武宁县石门寺钨矿勘察复杂地层条件下钻进，常规金刚石钻头由于孔底情况复杂，经常发生超前磨损或非正常磨损而失效，从而导致钻进效率低、寿命低的情况，难以达到钻探工艺的要求。
1、金刚石钻头失效分析1.1 内外保径早期磨损(1)岩层研磨性强；(2)由于岩心破碎，钻进过程中岩心不能顺利进入内管，或发生岩心堵塞现象,造成岩心在钻头内径处消耗，从而导致钻头内保径超前磨损失效。
1.2 水口冲蚀严重(1)岩层研磨性强，冲洗液含砂量高；(2)钻头胎体偏软。
1.3 胎体掉块(1)下钻时遇探头石或脱落岩心，因扫孔而磕裂；(2)钻进过程中遇硬、脆、碎地层，钻具振动幅度大，导致钻头胎体产生裂纹，进而发展成掉块。
1.4 钢体磨损严重(1)孔壁稳定性差、易坍塌、掉块，导致钢体外部磨损；(2)岩心破碎不能顺利进入内管，在卡簧座与钻头钢体间相磨，导致钢体内部磨损。
1.5 钻头不进尺(1)钻头胎体硬度太高，遇硬夹层抛光打滑；(2)胎体太软，工作层过度消耗。
2、金刚石钻头的设计及制造2.1 胎体性能及制造工艺的设计金刚石钻头胎体的性能指标主要有硬度、耐磨性、抗冲蚀性、抗弯强度、抗冲击韧性以及对金刚石的包镶能力等。
针对复杂地层，胎体硬度应选择在偏中等的HRC32~ HRC38之间，以确保在软层或硬层均能获得良好的钻进效率和使用寿命。
胎体的其他性能指标需比常规金刚石钻头提高20% 以上，以确保钻头能够承受井底复杂情况的考验，为此采取以下方法。
(1)使用纳米级的超细胎体粉末材料。
使用该材料与传统材料制作的胎体相比较,能在胎体硬度相对较低的情况下获得更高的耐磨性与抗冲击韧性。
