大口径绳索取心钻具在特厚软煤中的取心应用
绳索取芯钻探工艺在复杂地层应用实例(1)
一、工程概况
１ 地质条件： 根据已有地质资料，结合附近钻 孔成果，推测该孔地层依次为： ①火山角砾岩：强风化，０ ～１ ８ ０ 米，破碎，遇水后易掉块、坍塌； ②英安岩：１ ８ ０ ～３ ５ ５ 米，节理裂 隙发育，岩性硬脆，岩体破碎，钻 井液可能漏失，易掉块； ③构造角砾岩：３８５～４１５ 米，强风 化，坚硬，破碎，不均质，遇水易 坍塌； ④英安岩：４１５～４６０ 米，节理裂隙 发育，岩性硬脆，岩体破碎，可钻性 １１ 级。 该矿区已有多个常规钻进钻孔因埋 钻报废的例证。 ２ 主要设备：Ｘ Ｙ － ４ ４ 型钻机， Ｂ Ｗ － ２ ５ ０ 型泥浆泵，某厂 ９ １ ｍ ｍ 系
绳索取芯钻杆钻具规格
－６４－
管，下入φ ７ ５ ｍ ｍ 系列钻具，配备φ ７ ５ ｍ ｍ 过渡金刚石钻头，在孔底消磨 掉φ ９ １ ｍ ｍ 钻头内出刃，待其内胎体 完全损毁，改换绳取钻头继续钻进， 遇第③层软弱层时，改换φ ７ ５ ｍ ｍ 双 管双动绳索取芯钻具，直至到第④ 层，采用单动绳取钻具直至终孔。
提高了近 ３ ５ ％ ，取得了良好的技术效 果和经济效益。
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四、总结
免弯道起跑大量计算的麻烦。小型跑 道直道起跑的起跑前伸数不管分道宽多
绳索取芯钻头的壁厚比普通取芯钻 头厚度大，理论上钻进时的机械转速 略低于普通钻头，但由于钻杆与孔壁 间隙小，弯曲度小，钻头在孔内工作 平稳，钻杆柱可适当的提高转速，可 使 钻 头 的 碎 岩 效 率 得 到 “ 补 偿 ”； 更 由于减少了辅助作业时间，增大了纯
少米，都可用标准跑道的计算前伸数
的方法即：Ｅ Ａ ＝
，如
没有跑道里突沿则可用公式
ＥＡ＝
求出各道的前伸数。起
跑 前伸数也可以用分道差求出，经过
绳索取芯钻进技术应用及工艺分析
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。
大口径绳索取芯提高深部钻探效率
大口径绳索取芯提高深部钻探效率
作者：周强陈莹
来源：《资源导刊》 2013年第5期
近日,《大口径绳索取芯技术在深部成盐盆地中的试验研究》项目，在郑州通过了河南省国土资源厅组织的专家鉴定。
该项目由河南省地矿局地热能开发利用有限公司、中国地质大学（武汉）、河南省地矿局
深部探矿工程技术研究中心、第二地质环境调查院合作完成。
项目负责人、教授级高工卢予北介绍，项目在沉积地层盐矿普查钻孔的1996米～2386米
孔段采用了改进的S95-SF绳索取芯钻具，进行了绳索取芯技术试验，终孔口径120.6毫米，该规格及级配在国内外尚属首次，拓宽了绳索取芯技术的应用范围。
创新采用的上部非取芯孔段
采用了石油钻井工艺，下部采用了绳索取芯工艺“二合一”钻进方法，达到了“优势互补、取
长补短”的效果，实践证明效率高、技术可行。
专家认为，该项目成果提高了该类地层钻探效率，推广应用前景广阔，填补了国内外空白，为深部科学钻探和页岩气钻探起到了示范作用。
项目成果总体达到国内领先水平，其中，绳索
取芯技术及工艺达到国际先进水平。
（作者单位：河南省地矿局）。
绳索取芯钻具的利用及保护
绳索取芯钻具的利用及保护一、前言绳索取芯钻进是一种不提钻而能直接取得岩芯的先进钻进方式。
它与一般钻进方式相较，具有地质成效好，生产效率高，钻进本钱低等优势。
同时因其结构简单，性能齐全，牢固耐用，维修方便，而被普遍利用。
此刻我公司生产的绳索取芯钻具己形成系列:S5六、 S5九、 S59八、 S7五、 S75B、 S9五、 S95A等，其规格如下:通过量年的生产实践证明，我广生产的各种型号绳索取芯钻具性能良好,进尺快，打捞效率高，钻进时刻利用率高，设备材料消乾低，利用范围广,既可用清水.也可用泥浆钻进。
为使广大用户更好地把握这项先进技术，正确地利用S系列组索取芯钻具,并充分发阵绳索取芯钻具的优越性，特编此说明书.以供广大用户参考。
二、绳索取芯钻具的结构和工作原理我国地质系统所利用的绳索取芯钻具型号为"s" 型，钻具结构上大|可小异。
现以S75绳索取芯钻具为例作典型介绍。
整套钻具分成绳索取芯钻具与打捞器二大部份所组成。
绳索取芯钻具由外管总成和内管总成所组成，合在一路统称双管。
外管总成包括弹卡挡头、弹卡室、扩孔器、外管及钻头所组成。
内管总成包括捞矛头、弹卡钳、调剂机构、悬挂及内管爱惜机构、至IJ 位与堵塞报信机构等。
这几个要紧机构的工作原理如下:1.弹卡机构要紧由弹卡挡头，弹卡钳、张簧等部件组成。
其作用是内管总成沿钻杆中t:内使其贴在壁下放时，弹卡钳在张簧的作用下张开必然角度，抵达弹卡:在时，弹卡室内壁上，这时上有弹卡挡头，可避免内管向上串动，夕|、有弹卡室，限J1-. 弹卡钳的进一步张开。
在钻进时借助弹卡挡头上的拨叉，带动弹卡钳，以避免因相对运动造成弹卡钳的磨损。
使内管总成轴承上部随钻杆一路转动，二、悬挂机构悬挂机构由内管总成中的悬挂环与外管总成中的座环所组成，悬挂环的外径尺寸稍大于座环的内径(一样相差一lmm)内管总成下放到外管总成弹卡室位置时，悬挂环座落在座环上，从而使内管总成下端的卡簧座与钻头内台阶之间维持清洁-4mm的间隙，以避免损坏卡簧座与钻头，并保证内管的单动性能。
绳索取心钻进技术在煤田勘探超深孔施工中的应用
绳索取心钻进技术在煤田勘探超深孔施工中的应用
绳索取心钻进技术在煤田勘探超深孔施工中的应用
针对孔深超过1 000m时,原有绳钻设备、机具、工艺、技术无法达到钻探施工的要求.特别是施工中因裂隙、溶洞发育,常会发生涌、漏水严重,泥岩缩径,煤层多,粉煤多,易坍塌等情况.为解决该区钻孔施工难题,研究出绳索取心钻进钻具实行三级配套方案,在施工中采用合理的钻孔结构,用套管隔离不稳定地层,在钻进中运用金钢石钻头,在粉煤取心时选择底喷式(侧喷)金刚石钻头,保证泥浆质量等技术措施,并对不同地层条件下的钻进参数、冲洗液配方和钻进方法进行了介绍.通过大河矿区深部勘探应用实例,证明该方法可有效缩短工期,提高经济效益.
作者：王有东 Wang Youdong 作者单位：福建省121煤田地质勘探队,福建,龙岩,364021 刊名：中国煤炭地质英文刊名：COAL GEOLOGY OF CHINA 年，卷(期)：2009 21(4) 分类号：P634.4+3 关键词：深孔施工绳索取心金刚石钻头钻进工艺应用效果大河矿区。
MS-215型大直径绳索取心器及其在煤层气井中的应用
MS-215型大直径绳索取心器及其在煤层气井中的应用
唐胜利;刘凤琴
【期刊名称】《煤田地质与勘探》
【年(卷),期】2002(030)005
【摘要】根据煤层气井快速、安全的取心要求,结合现场条件,研制了MS-215大直径绳索取心器.文中介绍了取心器的设计思路、结构特点及现场应用效果.结果表明,该取心器设计合理,机构动作可靠,岩煤心直径大、采取率高、提出速度快,尤其适合煤层气井煤心的采取.
【总页数】3页(P61-63)
【作者】唐胜利;刘凤琴
【作者单位】煤炭科学研究总院西安分院钻探研究所,陕西,西安,710054;煤炭科学研究总院西安分院钻探研究所,陕西,西安,710054
【正文语种】中文
【中图分类】P634.4+3;P618.11
【相关文献】
1.桥塞射孔分段压裂工艺在U型煤层气井——LG01-H井中的应用 [J], 宋永芳;廖碧朝;梁顺武;郑春国;汪奇;孙春佳
2.K341封隔器在煤层气井注入/压降测试中的应用 [J], 昝志恩;芦会来;郝书霞
3.水力喷砂分段压裂工艺在U型煤层气井中的应用 [J], 刘营;曲海;蒋廷学;汤达祯;吴壮坤
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煤田地质钻探中绳索取心钻进技术与装备的几点探讨
煤田地质钻探中绳索取心钻进技术与装备的几点探讨摘要：近年来，我国对煤田资源的需求不断增加，绳索取心钻进发展非常迅速，在钻探工作中所占的比重越来越高，得到普遍推广。
钻进效率与取心质量逐年提高，已成为当今钻探生产中重要的取心钻进方式。
主要研究绳索取心钻具的技术要求，钻杆、附属设备及其工具等问题。
关键词:煤田地质钻探;绳索取心钻进;技术;装备引言为了充分发挥无固相钻井液在深部绳索取心钻探中的优势，并提高其防塌、处理井内垮塌以及应对多种污染物的能力，在室内开展了基于聚乙烯醇为抑制剂，以XC为流型调节剂的一种无固相防塌钻井液室内研究。
1取心工艺该类地层采用常规绳索取心技术和提钻取心技术进行施工时，泥浆容易将砂砾直接冲刷掉，无法取出岩心样品，而且采用提钻取心技术钻进提取岩心时钻孔立刻出现垮塌，无法成孔，出现反复取垮塌岩心的现象。
跟管钻进能够解决成孔困难的问题，其关键点在于跟管钻头的设计，要求采用耐高温硬质合金，硬质合金厚度与钻具厚度保持一致，确保后续跟管钻进能够顺利进行。
因地层特别容易垮塌，外层套管在遇到一定阻力之后就停止向下跟管，以防钻头磨损严重甚至掉齿，造成提钻换钻头而跨孔的风险。
当无法向下钻进后采取小口径钻具穿过外层套管钻取内部岩心，当小口径钻具超过外层套管0.5~1m后及时跟进外层套管，以防超前钻进太多，提钻取心后钻孔垮塌，下个回次无法取得新鲜的岩心。
无水干钻提钻取心技术能够解决岩心因泥浆冲刷而丢失的难题。
采用短钻具+Ø50mm钻杆，采用小回次、勤起钻、勤换钻头的方式进行干钻施工。
由于钻进过程中没有泥浆对钻头的冷却，不能使用容易烧钻的金刚石钻头，只能选择耐高温的硬质合金钻头。
在钻进过程中对操作者要求较高，如果把控不好，取不出岩心，如果干钻时间过长，钻头出现烧结和掉齿，严重影响钻头使用寿命，因此采取小回次钻进，通过勤起钻的方式来解决钻头冷却问题。
因钻头磨损和掉齿较为严重，外层套管尽量不做强力跟管，采用勤换掏心方式进行跟管钻进。
浅析复杂地层大口径金刚石绳索取心钻进
浅析复杂地层大口径金刚石绳索取心钻进【摘要】本文针对煤矿复杂地层大口径金刚石绳索取芯钻进技术进行探讨，主要以某矿田复杂地层施工为例，结合工作的实际参数，对大口径金刚石绳索取芯钻进施工技术进行分析，对大口径下金刚石绳索取芯钻进工艺的施工要点进行分析，希望得到相关人士的关注与重视。
【关键词】复杂地层；金刚石绳索取芯钻进；大口径一、大口径金刚石绳索取芯钻进思路分析在本复杂地层上部钻进作业的实施过程当中，A/B钻孔均设置为斜向钻孔，顶角允许角度为1°/100.0m。
为确保现场钻进作业的安全可靠，对钻进期间方位角的偏差控制标准为：在穿越矿层下盘区域的条件下，与剖面线的偏离角度控制在±5.0m范围之内，终孔口径控制在91.00mm范围之内，对应岩心采取率应控制在75.0％范围之内。
在本次基于大口径金刚石绳索取芯钻进工艺对该矿田复杂地层结构进行钻进作业的过程当中，所选取钻进机具为基于HXY-42T型的塔机一体钻机设备，同步配置工作规模为56.0kW单位的柴油动力机提供动力支持。
钻进现场水泵为BW250型，配备柴油动力机工作规模为16.4kW。
同时，工作面钻进作业实施过程当中，所选取钻具为PQ、HQ两型。
其中，PQ钻具钻头内径参数为85.0mm，钻头外径参数为122.0mm，钻杆外径为114.0mm，钻杆内径为101.3m；HQ钻具钻头内径参数为63.5mm，钻头外径参数为95.8mm，钻杆外径为89.0mm，钻杆内径为77.8m。
在基于大口径金刚石绳索取芯钻进工艺对该矿田复杂地层结构进行钻进作业的过程当中，由于钻进工作面涉及到一定的破碎带以及软弱岩层结构，为了最大限度的控制钻进期间的压力数值，降低转动速度，对工作面进尺指标进行严格控制，钻压应当在允许标准的基础之上下调1/4~1/2比例，钻进转动速度需≤400.0r/min，以确保工作面进尺的平稳性。
二、金刚石绳索取芯在松散地层钻进的技术难点分析1）地层对钻探的影响破碎地层由于泥岩松散破碎，胶接性能低，在水和钻井液的作用下，钻孔很容易发生坍塌或水化，造成埋钻、卡钻或烧钻等故障，影响钻探效率和勘探质量；地层中大量的碎岩会形成部分空洞，在烧结地层中更容易因煤层燃烧形成空洞，地层中还会存在研磨性很强的细粒花岗岩云母等颗粒，如果钻头选择不合适，就会使钻进打滑或者发生斜孔，从而发生卡钻、断钻、掉钻等，甚至废孔；松散的破碎地层最容易发生孔内漏水，使钻井液全孔漏失，使钻进速度缓慢或发生烧钻。
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本井实际完井井深 805. 5 m， 完成设计地质及 工程设计要求， 完井井身质量较好。 一开钻进对钻井液性能不做强制要求， 钻井液 配制以防塌、 防漏、 保证正常钻进、 提高钻效为目的； 二开煤系上覆地层原则上要求采用优质低固相钻井 3 液钻进， 钻井液密度≯1. 05 g / cm ， 钻进时适当加入 ， 防塌处理剂 以及加入絮凝剂提升岩屑上返能力 ， 达 到安全钻进的目的； 钻进至目的煤层二1 煤顶板以上
煤心提出井口） 。其目的是获取储层、 储藏参数， 主 厚度、 煤岩及煤质、 煤层含气量、 要包括： 二1 煤埋深、 成分、 含气饱和度、 兰氏体积、 兰氏压力， 储层压力及 压力梯度、 应力及应力梯度、 渗透率、 储层温度以及 顶底板岩石物理力学性质等。 该井设计井深 837 m， 完井方法为钢套管 + 玻 璃钢套 管 扩 眼 完 井。 井 身 设 计 为 二 开 结 构 （ 见 图 1 ） ： 一开 311 mm 开孔， 下入 244. 5 mm 表层套管 并封固至地表； 二开采用 215. 9 mm 钻具钻进和取 心， 下入 177. 8 mm 生产套管（ 含玻璃钢套管） 并封 固至二1 煤层顶板之上 250 m 以浅， 并在煤层玻璃钢 套管层段依照设计扩眼、 造洞穴。 全井要求全角变 化率≤1. 50° /30 m、 最大井斜 ≤2. 50° 、 井底水平位 移≤20 m。
1
工程概述 HB01 － V1 井为我院 2011 年底独立完成的一 口煤层气参数井 + 生产井。该井位于河南省鹤壁市 山城区石林镇李古道村， 根据地质设计要求， 取心层 要求煤 段为山西组二1 煤及其顶底板上下各 10 m， 心收获率 ≮75% ， 岩心收获率 ≮90% ， 煤 （ 岩 ） 心直 径 ≥68 mm， 取心时间在 15 min 之内（ 自打煤结束至
2012 年第 39 卷第 12 期
探矿工程（ 岩土钻掘工程）
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大口径绳索取心钻具在特厚软煤中的取心应用
姚彤宝，张春林，刘晓刚
（ 中国煤炭地质总局勘查总院， 北京 100039 ） 要： 煤层气参数井因需准确获取煤层及其气体含量参数， 绳索取心技术因结构简单 、 钻进效率高、 岩矿心质量 好、 钻获煤心时间短等显著优点已在煤层气井取心中广泛应用 。主要介绍了大口径绳索取心钻具在鹤壁六矿某煤 层气参数井 + 生产井的应用中， 根据选用大口径取心工具的结构特点， 针对目的煤层为特厚软煤的客观地质条件， 总结出了较为合理的取心钻进工艺参数和技术保障措施， 取得了较好的效果。 关键词： 大口径绳索取心； 软煤； 煤层气参数井 中图分类号： P634． 4 文献标识码： B 文章编号： 1672 － 7428 （ 2012 ） 12 － 0025 － 04 Application of Largediameter Wireline Coring Barrel in Thick Soft Coal / YAO Tongbao，ZHANG Chunlin， LIU Xiaogang （ China National Administration of Coal Geology General Prospecting Institute， Beijing 100039 ，China） Abstract： The accurate parameters of coal seam information and the gas content are obtained in CBM parameter well． Wireline coring technology has been widely used in CBM well coring because of its simple structure，high drilling efficiengood coring sample quality and short coring time． This paper mainly introduced the successful application of largediamcy， eter wireline coring barrel in a CBM parameter well and production well of Hebi． Based on the structure features of the selected coring tool and according to the thick soft coal seam conditions，the reasonable drilling parameters and technical insurance measures were summed up with good effects． Key words： largediameter wireline coring； thick soft coal； CBM parameter well 摘
26Βιβλιοθήκη 探矿工程（ 岩土钻掘工程）
2012 年第 39 卷第 12 期
10 m 至底板以下 10 m， 在保证钻井安全与煤层采取 率的前提下， 要求原则上清水钻进。 2 2． 1 大口径绳索取心设计 大口径绳索取心钻具
型大口径绳索取心钻具（ 见图 2 ） 。该套钻具外管径 向尺寸为 127 mm × 11 mm， 内管尺寸为 89 mm × 5 mm， 钻具外管总长 3 m， 内管长 1. 5 m。 钻具上、 下端分别为可与 127 mm 钻杆和 215. 9 mm 钻头 直接连接的 API 标准扣型。内管在取煤心时可选用 半合管。卡取煤 （ 岩 ） 心时可根据实际情况选用卡 簧或爪簧。
收稿日期： 2012 － 07 － 10 ； 修回日期： 2012 － 07 － 21 作者简介： 姚彤宝（ 1980 － ） ， 男（ 汉族） ， 河南南阳人， 中国煤炭地质总局勘查总院高级工程师， 地质工程专业， 博士， 从事钻探技术生产研究 ytblog@ 163． com。 北京市丰台区靛厂路 299 号， 与管理工作，