下载文档原格式
砾岩层PDC切削齿优选试验程书婷，王红波，纪 慧，蔡茂盛，李 赛（长江大学石油工程学院，武汉 430000）摘要 为了在砾岩层中获得更好的钻进效果，需要对砾岩层用PDC钻头切削齿的齿形和后倾角进行优选。
对普通平面齿、锥形齿和斧形齿在砾岩岩样中进行单齿破岩试验，再对优选出的斧形齿进行仿真分析，优选斧形齿的最佳齿面角度，再与普通平面齿进行切削模拟，验证试验结果。
结果表明：斧形齿在砾岩层中切削效率最高，受力最稳定；齿面角度为140°的斧形齿在砾岩中钻进效果更好，当其配合30°后倾角时，切削效率最高。
关键词 砾岩；PDC切削齿；齿形优选；异型齿；ABAQUS中图分类号 TQ164；TG74 文献标志码 A 文章编号 1006-852X(2023)01-0043-06DOI码 10.13394/ki.jgszz.2022.0072收稿日期 2022-05-12 修回日期 2022-06-22PDC切削齿主要是由聚晶金刚石粉末及碳化钨基体在高温高压条件下烧结而成，用其制成的PDC钻头大大提高了钻进效率。
但由于材料和设计上的局限性，PDC钻头在钻进较坚硬的地层时容易发生齿的磨损或断裂[1]，依然需要进行理论创新和技术创新。
20世纪80年代，我国开始引进PDC钻头，90年代后各大油田开始使用PDC钻头，但因其造价高昂，我国开始自主研发[2]，经历了从盲目模仿到自主创新设计的阶段，有关PDC切削齿的研究也逐渐多样化。
随着油气资源的不断开采，技术设备的不断提高，国内外的油气勘探都向更深更复杂的地层探索。
我国西部油气资源丰富，但所在区域分布的砾岩层非均质性强、研磨性强，常规的PDC钻头在钻进时磨损严重，同时易造成孔壁垮塌。
因此，在开采这些油气资源时，最主要的问题之一就是如何提高钻头的钻进效率，钻进坚硬的高研磨性砾岩层[3]。
针对砾岩层所进行的PDC钻头相关研究不断增多。
RAYMOND[4]指出了PDC钻头的优越性和局限性，通过试验对钻头的性能进行了研究，指出在坚硬地层中钻进的缺陷和改进的预期趋势，但并没有解决钻头具体的配置问题；RODRIGUEZ等[5]针对砾岩层特性对PDC钻头进行了调整，改变金刚石磨粒混合物来测定其耐磨性，发现PDC钻头的冲击性和耐磨性之间存在矛盾；HARELAND等[6]指出了PDC钻头在硬地层中的局限性，通过建立分析模型具体分析，再根据分析结果对钻头进行整体设计，确立了钻头切削效率较高的后倾角；祝小林等[7]提出了前排PX齿与后排锥形齿的个性化钻头设计，提高了钻头的抗冲击性，同时延长了钻头的使用寿命；刘和兴等[8]针对非均质的岩石建立10种异形齿，在改变围压条件下对异形齿切削非均质岩石过程进行模拟，分析了各齿的特性差异。
金刚石复合片的现状及新的应用范围赵尔信【摘要】国产金刚石复合片的水平已有大幅度提高，但与国外复合片相比，仍有差距，主要是复合片热性能较差，为此采用有效技术措施，进行脱钴技术的研究。
为充分发挥复合片的性能，研究一种复合片与牙轮的组合式钻头，已在页岩气钻进中发挥了显著的作用。
%The standard of domestic diamond compact has been substantially improved. But it is still not as good as that of the other countries.The main weakness of our product is the poor thermal properties.In order to solve this problem,the research of cobalt-elim-ination technology has been conducted through effective technical measures.To bring the performance of the diamond compact into full play,a type of integral drill bit which com-bines diamond compact and roller cone has been under research and it has been playing a remarkable role in shale gas drilling.【期刊名称】《超硬材料工程》【年(卷),期】2016(028)002【总页数】4页(P50-53)【关键词】金刚石复合片;组合式钻头;齿状复合片【作者】赵尔信【作者单位】北京探矿工程研究所，北京 100083【正文语种】中文【中图分类】TQ164我国金刚石复合片产业取得了突飞猛进的发展,可以说是世界上的生产大国,基本上能满足国内油气田和地质勘探的需求,但尚存在一些问题,特别是对金刚石复合片的热性能仍研究不深,致使复合片仅限用于软——中硬地层,要扩大其应用范围,应研究提高复合片的抗热性能以及改变复合片的结构,更为有效的是研究复合片和牙轮钻头的组合,可使复合片应用于复杂地层,拓展复合片的应用领域。
工程地质勘探中的钻探技术应用论文随着我国近年来地质勘察工程的不断发展,使得工程地质勘探中的钻探技术应用的越来越广泛,主要是依靠其精准的分析能力以及广泛的适用能力。
以下是店铺为大家精心准备的：工程地质勘探中的钻探技术应用相关论文。
内容仅供参考，欢迎阅读!工程地质勘探中的钻探技术应用全文如下：摘要：建筑行业的飞速发展使其在施工过程中面临着更多的安全问题及质量问题，特别是在实际施工之前要充分做好工程地质的全面勘探，这其中的钻探技术就是地质勘测中的主要施工途径，不仅能够保证施工队伍及时了解施工地点的地质特征，而且能够提升建筑工程的完成效率以及整个工程的质量。
该文主要介绍了工程地质钻探的主要特点及适用条件，同时对工程地质钻探的特殊要求、钻探方法、钻探设备、钻孔设备进行了深入的讨论，从而为钻探技术的应用提供专业的参考依据。
1 工程地质钻探的主要特点及适用条件进行建筑工程地质勘探时普遍应用的途径就是钻探施工技术。
钻探技术应用的范围较广，适用性较强，不论是何种地质条件、何种工程建筑类型，只要满足工程地质勘探的要求，就可以应用钻探施工技术。
在进行工程地质勘探过程中应用钻探技术需要注意以下四点：第一，应用钻探技术前，要考虑建筑工程施工地点的地质地貌特点，根据建筑工程的类型及施工特点，确定钻孔的分布。
例如，在工民建工程施工过程中，确定钻孔的分布的依据是建筑物的轮廓线;但是在水利工程施工过程中，应该根据水坝的坝轴线确定钻孔分布。
第二，一般的建筑工程，在开展钻探工作时，钻孔的深度比较浅，平均深度在9m-10m，因此采用简单的钻探方法，使用简单易操作的钻探设备即可。
但是像大型水利工程、具体地区的地质勘探工程等，应用钻探技术时就需要深度较大的钻孔。
第三，钻探技术的基础操作是钻孔，钻孔的目的是勘测建筑工程施工地点的地质地貌、水文、岩石等特征，除此之外，钻孔可以方便施工单位技术人员在施工地点取样进行试验，因为试验与钻孔大都是同时进行的，所以会影响建筑工程的钻探进程。
106 /矿业装备 MINING EQUIPMENT绳索取芯金刚石钻头在复杂地层中的应用研究□ 梁振德 桂林金刚石工业有限公司 广西桂林 5411991 复杂煤田地层特点复杂煤田地层主要岩层分布有中粒的砂岩、细粉的砂岩、泥砂岩、粉质砂岩等。
在复杂煤田地层钻探具备几个特点：（1）严重遗失钻孔。
特别是在发育溶洞的石灰岩地质层，溶洞高度可达20 m，在破碎带断层与风化带地层漏失严重，它属于裂缝裂隙带，而且容易有小溶洞存在，并伴有地下水流动。
此外，因为绳钻环境空间小，压力损失较大，常常造成地层平衡无法保持而引发漏失的发生。
（2）经常出现施工时井壁坍塌，坍塌现象主要出现在破碎断层带。
另外厚煤层钻进（尤其是粉煤层），因为钻孔孔壁具有不稳定性，提钻、下钻过程中容易出现坍塌煤层的事故，这在煤炭勘探中经常出现。
（3）硬岩层钻探容易出现“打滑”硬岩层属于硅质石英沙胶结的岩层。
它含有部分隧石，其硬度达到X 级之上，使用普通金刚石的钻头进行施工，效果很差、效率低，钻头使用寿命低。
（4）多煤层地质。
在勘探钻进时，可能遇到十几层的煤层，主要有粉煤层和块煤层。
粉煤层钻进取芯时难度非常大，经常会出现采取不达要求钻孔降级。
（5）岩层的倾角出现变化幅度过大，软层硬层变化频繁，它属于容易出现倾斜的地层。
（6）水膨胀的泥岩层，在勘探作业中容易出现缩径。
总之，复杂煤田地层地质特点主要表现为：胀、斜、塌、漏、碎、脆、硬绳索进行取芯的工艺就是不用提钻，在钻杆内孔捞取所需岩心的技术。
它的主要特点是，煤矿勘探过程需要获取岩心时，钻柱无需全套提升，只需使用钢丝绳与绞车在钻杆内孔放入打捞器，在提取岩心时将内管内的岩心与内管一起提取到地面，取出岩心后将内管再放入钻杆内孔里继续钻探。
本文通过研究复杂条件下煤矿区，也就是破碎的地层、可钻性比较差的岩石以及软硬多层的地质条件，怎样选用钻头才能提高钻头使用寿命以及提高取芯效率，从而为同行业施工提供技术上的借鉴。
深厚砂卵砾石层金刚石钻探施工技术和工艺付兵邱太宝摘要：结构复杂的深厚砂卵砾石层的钻探施工技术和工艺是十分复杂的。
作者以乐山沙湾水电站坝址区钻探工程的实践，详细地总结了深厚砂卵砾石层金刚石钻探施工的钻孔结构设计、金刚石钻头的选择、钻进参数、系列钻具及套管选择等方面的经验。
同时指出，工程钻探是一门实践性很强的学科，因此，切不可死搬硬套别人的经验，须根据地层情况加以取舍、总结、完善，才能达到最佳效果。
关键词：乐山市沙湾水电站；钻探施工技术和工艺；钻进参数；厚壁套管；冲洗液；质量；沙湾水电站枢纽工程位于四川省乐山市沙湾区大渡河干流葫芦镇河段，为大渡河干流下游梯级开发中的第一级，距乐山市城区44.5Km。
该工程以发电为主，兼顾灌溉和航运功能。
电站装机容量480MW，河床式厂房，厂房后接长约9Km的尾水渠，属大型水电项目。
该工程钻探工作的特点是，枢纽区河床砂卵石层厚度大，最深达约77m，且结构复杂，给钻探施工带来很大的困难。
因此，认真研究深厚砂卵石层金刚石钻探的施工技术和工艺，是保证钻探质量和圆满完成钻探任务的关键。
1坝址区地质条件及地质要求1.1坝址区地质条件1.1.1 上坝址区河床段地质条件坝址位于沙湾区葫芦镇上游约2.2Km的祝村坝，河谷呈宽缓的“U”形状，河床段宽度约570m，左侧为大渡河现主河道，右侧为河流漫滩。
地表覆盖层上部为第四系全新统现代河流冲积堆积（Q42al）之层，其物质组成为漂卵石夹砂，厚度为18.00～20.10m，中、下部为第四系上更新统冲洪积堆积层（Q3al＋pl）之漂卵石夹粉土，厚度为17.00～53.50m，底部为粘土透镜体，厚度为1.00～2.90m。
覆盖层左右两侧厚度差异较大，左侧为一深切河槽，覆盖层最大厚度达76.54m；右侧为一基岩台地，覆盖层最大厚度达36.30m。
下伏基岩为三叠系中统雷口坡组（T212）之泥质白云岩、岩溶角砾岩及灰岩。
灰岩及岩溶角砾岩为中等发育，岩体中多有溶孔发育，并有粘土及灰岩角砾充填，岩体完整性差，岩性软弱，强度较低。
