用于地质取芯钻探的新型钻头

用于地质取芯钻探的新型钻头

一、地质岩心钻探用的新型钻头(论文文献综述)

孙成明[1](2020)在《接头连接式绳索取心钻具的改进设计与试验》文中指出我国人均GDP的快速增长导致劳动力成本飞速上升、资本成本不断下降,劳动密集型的单管取心钻进工艺逐渐在500米以下浅孔段钻进中面临巨大的成本压力,全孔绳索取心化趋势明显。而要素禀赋结构决定了我国国产钢材品质尚难以经济、可靠的满足Q系列标准的薄壁要求。本文以接头连接的方式,通过钻具规格的创新和钻具结构的设计、改进,以经济、可靠的方式实现了适用于目前我国国情的全孔绳索取心钻进工艺。在整体匹配层面,以接头连接的方式保证国产钻杆连接强度可靠的基础上,考虑下级口径钻具对上级口径套管和钻具的内通过性,设计Φ110mm、Φ92mm,匹配S75mm,三级口径绳索取心钻具,实现与Q系列相同功能的全孔绳索取心;而后以Q系列绳索取心钻具结构为依据,对Φ110mm、Φ92mm钻具的各个功能实现机构进行设计和改进,在显着提升可靠性、使用寿命的同时,适当精简机械结构。本全孔绳索取心钻具整体匹配方案在随后的钻探工程测评中表现出极强的可行性和经济效益,具备较高的行业价值。本钻具机械结构的改进设计则表现出良好的稳定性、可靠性,深受各地质钻探单位的欢迎。

王成立[2](2020)在《深孔地质钻探EM-MWD样机设计及邻井接收方法研究》文中提出随着我国经济和社会的快速发展,矿产资源的需求和消耗逐年增加,矿产资源供需矛盾日益突出。全国大部分地区的浅部矿产资源已被探明、开采而趋于枯竭,未来地质找矿和探矿工程无疑将向深部发展,从深度600-2500m之间向3000m发展。根据《地质岩心钻探规程(DZ/T0227-2010)》规定,深度1000-3000m的地质岩心钻孔定义为深孔。在深孔钻进施工中,孔斜是一个非常重要的问题,它不仅直接影响钻孔施工质量,也直接影响钻孔施工效率与施工安全,随着地质钻探向深孔不断发展,对井斜的控制要求越来越严格,因此对随钻测量的需求也越来越大。电磁波随钻测量(EM-MWD)采用电磁波作为井下信息的载体,与传统的随钻测量相比具有信号传输速率高、无脉冲阀易损件等优点,特别是EM-MWD在应用时基本不受钻井液介质的影响,能够应用于几乎所有类型的钻井液,解决了目前钻井液脉冲随钻测量无法解决的难题。EM-MWD产品在国外已经相对成熟,国内油田、科研院所等单位也研发制造出了相应的油田钻进用的配套产品,但在地质钻探领域内尚为空白。因此,紧跟EM-MWD发展趋势,在借鉴国内外先进EM-MWD技术的基础上,结合国内地质钻探的情况,研制适用于深孔地质钻探的、具有自主知识产权的、稳定可靠的EM-MWD技术,避免从国外购买昂贵的随钻测量设备,对我国EM-MWD技术以及地矿、石油等相关行业的发展具有重大意义。本文围绕深孔地质钻探EM-MWD样机设计以及基于邻井接收方法的传输深度扩展的技术难题,对深孔EM-MWD的关键技术进行了系统的研究,主要包括:EM-MWD传输理论、样机的结构设计、样机井下发射机与地面接收机的设计、姿态参数的安装误差与温度误差补偿校正、基于邻井接收方法的EM-MWD传输深度扩展研究以及现场孔内测量试验。论文的主要研究成果和创新点如下:1.针对深孔地质钻探EM-MWD样机结构强度问题,设计了一种高强度绝缘外管和新型内管结构。在对比分析现有绝缘外管技术的基础上设计了一种高强度绝缘外管结构,根据理论计算和有限元模拟进行校核,所设计的绝缘外管满足100k N压力、40k N拉力和15k N·m扭矩的强度条件。设计了一种新型内管结构,根据理论计算和有限元模拟进行校核,所设计的绝缘内管满足40MPa的静液柱压力。设计了一种绝缘内管测试方法并对绝缘内管进行了强度和密封测试,同时在XY-4型钻机上对绝缘外管的强度进行了实钻测试。2.设计了适用于深孔地质钻探EM-MWD样机的井下发射机与地面接收机,并对EM-MWD样机的姿态参数进行了误差补偿校正。根据EM-MWD的井下发射与地面接收工作模式,分别设计了井下发射机与地面接收机,对探管姿态的误差补偿进行了实验研究,并对发射机和接收机性能进行了室内室外实验。对EM-MWD姿态参数的误差原因进行了分析,建立了误差模型并对姿态参数的安装误差和温度引起的误差进行了补偿校正,通过误差补偿实验,温度误差补偿后井斜角最大绝对误差为0.137?,安装误差补偿校正后的井斜角最大绝对误差为0.08?,满足测量模块的设计精度要求。发射接收室内实验表明,所设计的井下发射机传感器采集信号正常,曼彻斯特编码正确,在大功率发射下电路工作正常。在室内相对较小的噪声环境下,对于5μV的信号,经过放大滤波等信号调理电路后,信号波形比较理想,且接收机能够正确解码。发射接收室外实验表明,室外信号在低通滤波和工频陷波后,工频干扰基本得到抑制,信号理想且接收机均能够正确解码。3.提出了一种基于邻井接收的EM-MWD传输深度扩展方法。根据传输线的等效方法建立了基于邻井接收的EM-MWD传输深度扩展模型,对模型进行求解及仿真,分析了地面接收信号电压值的影响因素,同时对邻井接收下邻井定深度及定距离下接收信号电压值进行了分析,验证了该方法能有效增加接收信号电压值的大小,提升EM-MWD最大传输深度,在近海钻进、油气井网、对接井、地质钻探领域内具有广阔的应用前景。4.分别在300m和616m(实际测量深度292m和598m)的孔内进行了EM-MWD样机的孔内测量试验及基于邻井接收方法的测量试验,试验表明:所设计的EM-MWD样机至少能承受598m的静液柱压力,并能达到该深度的密封性能要求;所设计的EM-MWD样机信号采集、发射、接收等各模块工作正常,能够应用于实际井场环境;所建立的传输线的等效模型与实际测量结果具有较好的一致性,套管对实际钻进中的EM-MWD测量结果为增益效果;基于邻井接收的EM-MWD传输深度扩展方法能够有效提高接收信号电压的大小,验证了邻井接收方法的可行性。

郑文龙[3](2020)在《松科2井抗高温钻井液技术研究与应用》文中研究说明科学钻探为地球科学研究提供了前所未有的观测数据和验证关键假说的机会,是人类目前获取地球内部信息最直接最有效的途径。钻井液的组分具有温度敏感性,增加了高温钻井液配制以及性能调控的难度。研究高温对造浆粘土、各类功能型处理剂等组分的影响规律,对于高温钻井液的配制、钻井液在使用过程中性能变化的原因分析以及钻井液处理方案的制定等均是极为必要的。钻井液的高温流变性直接关系到钻屑悬浮及携带、沿程循环压降、碎岩效率等诸多方面,测定并分析不同温度、不同环境下的钻井液流变特性具有极为重要的工程价值和科研意义。首先,本文对近年来国内外所施工的多口科钻井所用钻井液体系进行了总结、归纳,明确了不同科钻井钻井液体系选用及性能调控的要点。科钻井对岩心质量、岩心采取率要求高,所施工区域地质资料贫乏,钻遇复杂地层的风险高,钻井液设计及性能调控需要满足长时间稳定井壁、适应于多种取心工艺、有助于井底动力机具效能的发挥等多项要求。就目前国内外室内与现场应用的抗高温钻井液进行了整理,明确了抗高温钻井液的研究方法及研究思路,着重对钻井液高温流变性研究进行了探讨。其次,介绍了松科2井的基本信息,包括井位选取、地层情况、井身结构等,明确了松科2井不同开次、不同层段钻井液设计的要点,大致分为上部地层的水敏性问题、三开阶段的抗高温防塌问题以及四开以下的超高温问题。介绍了用于本项研究所需的重要仪器。就最小二乘法的基本原理及用于钻井液高温流变性拟合的可行性进行了阐述。再次,就高温对膨润土、凹凸棒土及海泡石土浆液的影响规律进行了老化和高温高压流变性测试等试验。就粘土种类及加量、无机盐、测试温度等因素对其高温流变性的影响规律进行了阐述。结果表明,在8%加量情况下,膨润土浆液的粘度随温度升高先增加后降低;海泡石浆液表现出类似特征,但不如膨润土浆明显;凹凸棒土浆液则随温度升高粘度持续降低。无机盐存在时,膨润土浆因发生絮凝而粘度增加,凹凸棒土和海泡石浆则由于增强了纤维间的纠缠能力而粘度稳定能力增强。高温老化后的凹凸棒土和海泡石浆液的流变性极为反常,对其高温流变方程拟合造成了困难。第四章首先通过高温老化试验证明了常用的抗高温处理剂如SPNH、SMC等磺化材料以及多种抗高温聚合物材料等均会发生一定的高温减效,尤其是在无机盐存在时该现象更为明显。相比于卤盐,甲酸盐的加入使得各类处理剂的性能衰减程度有所减轻。就大分子聚合物的高温流变特性影响因素进行了试验探究。结果表明,聚合物溶液在高温下粘度基本丧失;盐量越高、剪切速率越高、剪切时间越长、p H值越高,粘度衰减幅度越大;甲酸盐有助于聚合物溶液高温下粘度的稳定。聚合物溶液适于以幂律模型进行表征,升温使得其稠度系数减小,流型指数增加,由假塑性流体向牛顿流体转换的趋势增强。将造浆土与之复配可大幅提高浆液体系的粘度稳定能力。第五章则通过抗高温抗盐处理剂的优选及复配,完成了抗245℃的钻井液配方构建及综合性能评价。结果表明,该配方钻井液的高温稳定性、流变性、失水造壁性、抑制性、润滑性、抗污染能力等综合性能指标良好。就涡轮钻取心时发生的重晶石在高速离心下堵塞岩心管问题,结合前期的配方研究完成了基于饱和氯化钠的抗高温无固相盐水钻井液体系设计。第六章就松科2井具体实施过程中不同开次的钻井液使用情况及性能调控思路、方法进行了阐述,并就使用过程中的优缺点进行了总结并反思。总体而言,本项研究工作在明确高温对钻井液各组分影响规律的基础上,充分考虑了不同开次的性能要求,以及钻井液体系转换的便利性、性能调整的连续性和整体钻井液使用成本的经济性。认识到只有通过多种测试手段探明高温对钻井液各组分性能影响的规律,才能使得抗高温钻井液的配制与性能调控的精准化成为可能。本文在完成室内探究的基础上,就所获配方钻井液进行了工程验证,丰富了对高温钻井液的认知,也为超深油气井、干热岩等高温钻井液技术提供了一定的借鉴依据。

王达,赵国隆,左汝强,孙建华,周红军,张林霞,李艺[4](2019)在《地质钻探工程的发展历程与展望——回顾探矿工程事业70年》文中进行了进一步梳理伴随着新中国的建立和发展壮大,我国的探矿工程事业从无到有,从小到大,从弱到强。70年来,通过几代探矿人的坚持不懈和努力奋斗,目前我国地质钻探技术水平基本与世界同步,在许多方面达到世界先进水平,有些钻探技术、装备已处于世界领先地位。在庆祝新中国成立70周年之际,从整个地质行业乃至整个国家工业发展的维度上回顾我国探矿工程70年的发展历程,大致划分为4个阶段:新中国成立初期探矿工程创建起步阶段(20世纪50-60年代);探矿工程技术稳步快速发展阶段(20世纪70-80年代);探矿工程扩大服务领域阶段(大致为20世纪最后15年);钻探工程技术全面、深入发展,逐步进入世界一流的阶段(21世纪以来)。分别对这4个阶段所发生的重大事件以及取得的主要技术成果进行了回顾和总结,阐明了70年来探矿工程为国家经济建设、为我国成为至今世界上唯一制造业体系最完整的国家做出的重要贡献。展望了在深地探测、大洋钻探、极地钻探、水合物及干热岩等新型资源勘查、环境工程等领域以及智能化等方面钻探工程的发展前景。

柴喜元[5](2018)在《深孔地质岩心钻探用变频电驱动泥浆泵的研究与应用》文中研究指明泥浆泵是地质岩心钻探中的关键设备之一,被誉为钻探装备的“心脏”,其性能的优劣,将直接影响钻探施工的质量、效率、成本和安全性。近年来,随着深孔地质岩心钻探地层的复杂性和施工工艺的多样化以及数字化、智能化井场建设的发展,传统BW系列泥浆泵存在性能参数工艺匹配性差、结构设计复杂、易损件使用寿命短、操控和维修不便、参数无法准确监控等问题。本文以满足深孔地质岩心钻探工艺为目标,设计研制了新型变频电驱动泥浆泵——BW-300/16DB型泥浆泵,采用理论计算分析、计算机辅助设计和试验研究相结合的方法,对其工作特性和优势进行了分析研究。根据深孔地质岩心钻探实际工况需要,运用流体力学有关流体运动阻力的相关计算理论和泥浆循环压力模型,对小口径深孔绳索取心钻探过程中,孔内所需泥浆的流量和压力进行了分析计算,为泥浆泵性能参数设计提供了工况依据。根据深孔地质岩心钻探工艺对泥浆泵性能的要求,在对传统泥浆泵结构性能和调速方式进行对比分析的基础上,采用变频调速技术,将传统BW-300/16型泥浆泵全面升级为BW-300/16DB型泥浆泵,实现了泥浆泵工作点之间的无级调节,增加了可工作区域。依据新型泥浆泵整体技术方案,通过对调速系统、控制系统、整机结构以及易损零部件阀、缸套、活塞皮碗等方案的研究和改进设计,运用Autodesk Inventor(2012)三维设计软件完成了虚拟样机的改进设计,并对曲轴、连杆、十字头等关键零部件进行了应力分析,提高了设计的可靠性,提升了泥浆泵综合性能和工作效率。制造出了BW-300/16DB型变频电驱动泥浆泵实物样机,通过泥浆泵试验台型式试验和黔地4井钻探工程试验的实施,对所设计研制的新型变频电驱动泥浆泵综合性能进行了实践验证。通过初步的试验验证,变频电驱动泥浆泵在工艺参数匹配性、人机控制、易损件寿命、运转能耗等方面突破了传统泥浆泵功能的局限性,体现了与深孔地质岩心钻探工艺适用性和装备发展趋势相融合的功能优势。

陈宗涛[6](2017)在《松散破碎地层泵吸式孔底局部反循环取心钻具研究》文中研究指明矿产资源是人类生存发展所需的基本物质资源,矿产资源的勘查关乎国计民生,要想了解矿产资源储量、品位,钻探取心技术是最直观有效的技术手段。在我国东昆仑五龙沟矿区进行取心钻探时,经常钻遇松散破碎等复杂地层,在该地层中采用普通正循环取心钻具,单管、双管钻具进行取心钻进时,很难获取理想的取心效果。采用现有的喷射式钻井液孔底局部反循环取心钻具来进行取心钻进时,岩心采取率有所提高,但是仍然达不到矿区勘探取心质量要求。针对以上问题,本文开展了在松散破碎等复杂地层取心技术研究。论文以在松散破碎等复杂地层钻进取心为目的,在前人研究取心钻具的基础上,提出了一种新型孔底局部反循环取心钻具结构,并从理论上分析了该取心钻具进行孔底局部反循环取心的可行性,设计了取心钻具功能验证试验,并运用SolidWorks、AutoCAD及CAXA绘图软件,设计了一种基于泵吸原理的钻井液孔底局部反循环取心钻具及其零部件结构;运用流体动力学软件(CFD)分析了取心钻具关键零部件结构参数对反循环效果的影响,优化了取心钻具关键零部件结构参数;运用实验室设备,对研制的取心钻具进行了反循环效果试验和试钻试验,并对比分析了优化前后取心钻具的反循环效果,最后总结了全文的主要结论和创新点,并提出了文章的不足之处和今后的研究方向。全文共分七个章节,主要内容如下:第一章:首先分析了国内外在石油、地勘和科学钻探三个领域的取心技术研究现状,特别是在钻遇松散破碎等复杂地层时所采取的取心技术方法及其特点,引出在松散破碎等复杂地层进行取心钻进所面临的主要技术问题、研究目标、研究内容和拟解决的关键问题。第二章:论述了取心钻进时不同钻具钻井液的循环方式及其工作原理,特别是反循环取心钻进技术和孔底局部反循环取心钻具技术特点。在总结前人取心钻具结构设计的基础上,结合单动双管取心钻具和直齿外啮合齿轮泵的结构及工作原理,提出了基于泵吸原理的钻井液孔底局部反循环取心钻具概念,并对关键零部件——负吸部件产生的“负压”进行了理论分析和计算。第三章:论述了负吸部件在取心钻具中的作用的地位,设计了取心钻具功能验证试验,验证了该取心钻具能够实现钻井液孔底局部反循环的目标。对现有喷反钻具进行了负吸效果测试试验,对比分析了本文研究的取心钻具和现有喷反钻具负吸效果强弱,为后续设计和优化本文研究的取心钻具奠定基础。第四章:首先对泵吸式钻井液孔底局部反循环取心钻具进行了整体设计,论述了各零部件功能;然后对取心钻具所用的标准件进行了阐述和选择,最后设计了取心钻具其他零件,并绘制了零部件结构图和工程图、加工制造了零部件。第五章:开展了取心钻具关键零部件结构参数数值模拟研究,分析了各CFD软件技术特点,根据实际情况选择了fluent分析软件对负吸部件内部流场进行数值模拟分析,得出了负吸部件关键参数改变对压差影响规律等结论。第六章:根据前文的研究,采用优化后的结构和参数,重新加工了部分零部件,并对取心钻具进行了负吸效果试验和试钻试验。通过对试验结果的分析,得出了负吸效果提升明显和能够满足松散破碎等复杂地层钻进取心要求的结论。第七章:总结了本文的主要研究内容、研究结论和创新点,指出了论文的不足之处和今后的研究方向。通过对上述问题的理论分析、结构设计、数值模拟和试验等研究,得出的主要结论和认识如下:(1)基于泵吸原理的钻井液孔底局部反循环取心钻具不仅理论上能够产生负吸效应,完成钻井液在孔底局部反循环的目标,而且取心钻具功能验证试验也验证了该方法的可行性。(2)设计了基于泵吸原理的钻井液孔底局部反循环取心钻具,绘制了该新型结构钻具的三维图和工程图,完成了钻具零部件机械加工制造,形成了一整套该钻具设计、制造技术资料,为后续奠定基础和提供参考。(3)运用流体动力学软件对影响取心钻具负吸效果的三个关键参数(Ry、D、N)不同取值进行了数值模拟研究,优选出了针对本文设计型号P91的参数组合;(4)试验研究表明,新型结构取心钻具优化结构和参数后与优化前相比,在不同泵量下其负吸效果约提升了100%360%;新型结构取心钻具优化结构参数后的负吸效果与现有喷反钻具负吸效果相比,在不同泵量下其负吸效果约提升了17%328%;在试钻及现场试验中,本文研制的钻具在松散破碎地层取心效果明显优于现场应用的喷反钻具,且新型结构取心钻具能够完成对目标地层的钻进取心要求。

张金昌[7](2016)在《地质钻探技术与装备21世纪新进展》文中指出21世纪初,我国地质钻探技术处于立轴钻机普遍使用、国产绳索取心钻杆只能满足1000 m以内孔深钻进要求、钻探器具相对落后、硬岩地层钻进效率低、复杂地层取心效果差的落后局面。近10多年来,在多个国家重大科学工程项目、国家科技支撑计划、"863"计划、地质大调查专项等科技项目支持下,通过产学研联合攻关,形成了硬岩深井科学钻探技术体系和2000 m以内地质岩心钻探技术体系,浅层取心(取样)钻探技术、新能源勘探开发钻探技术、地质灾害调查和防治钻探技术、定向钻探技术、基础工程施工钻掘技术等都取得了飞速的发展和进步。本文对21世纪我国地质钻探技术与装备、关键器具新进展进行了阐述,并对经济新常态下的发展方向进行了展望。

林峰[8](2016)在《超硬材料的研究进展》文中认为1发展超硬材料产业的背景需求及战略意义超硬材料主要是指金刚石和立方氮化硼。金刚石(Diamond)是目前已知的世界上最硬的物质,含天然金刚石和人造金刚石两种。天然金刚石原生矿主要分布在南非、扎伊尔等国,印度和我国有少量砂矿,人造金刚石是利用石墨为原料、镍钴等触媒金属为催化剂,在大约5GPa和1700K的高温高压条件下由石墨转化生成的。金刚石有硬度高、耐磨、热稳定性好等特性。立方氮化硼(缩写为c BN)在自然界是不存在,是人造的,在人工合成金刚石成功之后,科学家发挥联想,采用类似于合成金刚石的原

孙建华,王林钢,梁健,潘垚,高健,段航[9](2016)在《深孔小直径绳索取心钻进施工调研分析和技术建议》文中研究指明对深孔小直径绳索取心钻进技术设计进行了简要分析,论述了钻孔结构设计和施工中的技术风险因素和钻孔安全问题。同时,对合理选用金刚石绳索取心钻头、提高绳索取心钻杆使用寿命及其评价方法提出了建议。

赵尔信[10](2015)在《金刚石钻头的发展趋势》文中提出国产地质钻探用金刚石钻头的水平已接近国际先进水平,差距较小,但油气钻探用复合片钻头水平与国际先进水平相比差距较大,为此,需提高复合片的性能,包括耐磨性、抗冲击韧性及耐热性,研制新型的高耐磨、高抗冲及高耐热的三高复合片,热别是耐热性能的复合片,为我国钻探全面提速奠定物质基础。

二、地质岩心钻探用的新型钻头(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、地质岩心钻探用的新型钻头(论文提纲范文)

(1)接头连接式绳索取心钻具的改进设计与试验(论文提纲范文)

中文摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 地质岩心钻探常用钻进方法的最优适用条件综述
    1.2 发达经济体的绳索取心钻进工艺发展历程和现状
    1.3 我国绳索取心钻进工艺的发展现状
    1.4 目前国内地质岩心钻探行业存在的问题
    1.5 研究内容的提出
第2章 基于接头连接式的全孔绳索取心钻杆匹配设计
    2.1 钻杆技术参数的选择
    2.2 基于国产管材的钻杆和钻具规格优化
    2.3 Φ92mm、Φ110mm绳索取心钻杆的连接设计
    2.4 钻杆连接方案设计的样例加工
第3章 基于接头连接式的全孔绳索取心钻具设计
    3.1 Φ92mm、Φ110mm绳索取心钻具的整体结构设计综述
    3.2 Φ92mm绳索取心钻具的各个机构设计
    3.3 Φ110mm绳索取心钻具的设计
    3.4 Φ110mm绳索取心钻具打捞器的设计
    3.5 匹配加工与测试
第4章 钻探工程试验
    4.1 工程概况
    4.2 钻探现场所需设备的介绍
    4.3 施工方案的介绍
    4.4 三种方案的实际测评对比
    4.5 实际钻探工程中发现的仍然可以改进的地方
第5章 结论
参考文献
作者简介
致谢

(2)深孔地质钻探EM-MWD样机设计及邻井接收方法研究(论文提纲范文)

作者简历
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究的背景及意义
        1.1.1 课题研究的背景
        1.1.2 论文研究的意义
    1.2 EM-MWD国内外研究现状
        1.2.1 EM-MWD系统国内外研究现状
        1.2.2 EM-MWD传输理论国内外研究现状
        1.2.3 EM-MWD发展趋势及应用前景
        1.2.4 深孔地质钻探EM-MWD存在的问题
    1.3 本文的主要研究内容及研究方法
        1.3.1 主要研究内容
        1.3.2 研究方法及技术路线
第二章 EM-MWD传输理论
    2.1 趋肤深度与井下激励方式
        2.1.1 电磁波传播的趋肤深度
        2.1.2 EM-MWD工作原理及井下激励方式
    2.2 地下垂直振子的传输模型
        2.2.1 模型假设
        2.2.2 沿传输钻杆的电流分布
        2.2.3 利用矩量法的数值方法求解电流
    2.3 EM-MWD接收电压的影响因素分析
        2.3.1 电流和电场的分布特征
        2.3.2 频率对接收信号电压的影响
        2.3.3 电阻率对接收信号电压的影响
        2.3.4 地层岩石电阻率分析
    2.4 本章小结
第三章 深孔EM-MWD样机结构设计
    3.1 EM-MWD样机总体设计方案
        3.1.1 EM-MWD样机总体设计方案及难点
        3.1.2 EM-MWD样机关键技术指标
        3.1.3 EM-MWD样机结构设计
    3.2 绝缘外管的设计及强度分析
        3.2.1 国内外绝缘外管设计方案
        3.2.2 EM-MWD绝缘外管设计
        3.2.3 绝缘外管强度理论校核
        3.2.4 绝缘外管强度软件模拟校核
    3.3 绝缘内管的设计及强度分析
        3.3.1 EM-MWD绝缘内管的设计
        3.3.2 绝缘内管强度理论校核
        3.3.3 绝缘内管强度软件模拟校核
    3.4 EM-MWD样机结构的其他设计
        3.4.1 密封设计
        3.4.2 抗振减振设计
        3.4.3 散热设计
        3.4.4 测量定位设计
    3.5 内外管强度测试
        3.5.1 内管的耐压及密封性能测试
        3.5.2 外管抗压强度测试
    3.6 本章小结
第四章 深孔EM-MWD样机井下发射与地面接收设计
    4.1 井下发射机的设计
        4.1.1 井下发射机的硬件电路设计
        4.1.2 压力和温度测量
        4.1.3 姿态参数的测量
        4.1.4 曼彻斯特编码
    4.2 地面接收机的设计
        4.2.1 地面接收机的硬件电路设计
        4.2.2 地面接收机软件设计
    4.3 姿态参数误差补偿校正
        4.3.1 误差产生的原因
        4.3.2 温度误差补偿
        4.3.3 安装误差校正
    4.4 发射接收测试实验
        4.4.1 发射接收室内测试
        4.4.2 发射接收室外测试
    4.5 本章小结
第五章 基于邻井接收的EM-MWD传输深度扩展方法研究
    5.1 EM-MWD传输深度扩展方式
        5.1.1 常见的EM-MWD传输深度扩展方式
        5.1.2 可打捞式EM-MWD
    5.2 基于邻井接收的EM-MWD模型研究
        5.2.1 基于邻井接收方法的提出
        5.2.2 基于邻井接收的EM-MWD模型
        5.2.3 套管存在下的接收电压
    5.3 邻井接收EM-MWD影响因素分析
        5.3.1 地面接收时接收电压的影响因素分析
        5.3.2 邻井接收时接收电压的影响因素分析
    5.4 基于邻井接收的EM-MWD传输系统
        5.4.1 基于邻井接收的EM-MWD传输系统方案
        5.4.2 基于邻井接收的EM-MWD应用前景
    5.5 本章小结
第六章 EM-MWD样机及邻井接收孔内现场测量试验
    6.1 EM-MWD样机孔内现场测量试验
        6.1.1 孔内现场测量试验的目的及方案
        6.1.2 井场资料及测量试验前准备
        6.1.3 EM-MWD样机孔内现场测量试验结果及分析
    6.2 邻井接收EM-MWD孔内现场测量试验
        6.2.1 孔内现场测量试验的目的及方案
        6.2.2 井场资料及测量试验前准备
        6.2.3 邻井接收EM-MWD孔内现场测量试验结果及分析
    6.3 本章小结
第七章 结论与展望
    7.1 结论与创新点
        7.1.1 结论
        7.1.2 创新点
    7.2 不足与展望
致谢
参考文献

(3)松科2井抗高温钻井液技术研究与应用(论文提纲范文)

作者简历
摘要
abstract
第一章 引言
    1.1 研究背景及意义
        1.1.1 科学钻探简介
        1.1.2 科学钻探的目的和意义
        1.1.3 科学钻探的发展历程
        1.1.4 科学钻探的特点及难点
        1.1.5 项目的来源
    1.2 研究现状及发展趋势
        1.2.1 科学钻探钻井液研究及应用现状
        1.2.2 抗高温水基钻井液研究及应用现状
    1.3 主要研究内容及技术路线
        1.3.1 主要研究内容
        1.3.2 技术路线
    1.4 预期目标及创新点
第二章 松科2井钻井液设计要素及研究方法
    2.1 松科2井基本信息
        2.1.1 地理概况
        2.1.2 构造概况
        2.1.3 地层概况及取心要求
    2.2 松科2井钻井液设计要素
    2.3 研究所用仪器
        2.3.1 高温高压流变仪
        2.3.2 滚子加热炉
        2.3.3 极压润滑仪
        2.3.4 粘附系数仪
        2.3.5 高温高压静态滤失仪
        2.3.6 高温高压膨胀仪
        2.3.7 钻井液样品配制方法
    2.4 钻井液流变模型拟合及优选
        2.4.1 钻井液流变性常用流变模式
        2.4.2 一元线性回归及最小二乘法原理
        2.4.3 钻井液流变模式拟合步骤
        2.4.4 拟合效果对比及最佳钻井液流变模式的确定
        2.4.5 温度对表观粘度的影响规律
第三章 高温对造浆土性能的影响
    3.1 高温对膨润土流变性能的影响
        3.1.1 膨润土的基本性质
        3.1.2 高温老化对膨润土基浆性能的影响
        3.1.3 膨润土浆高温高压流变性影响因素
    3.2 高温对凹凸棒土流变性能的影响
        3.2.1 凹凸棒土基本性质
        3.2.2 剪切时间对粘度的影响
        3.2.3 老化温度对粒径的影响
        3.2.4 凹凸棒土高温流变影响因素
    3.3 高温对海泡石流变性能的影响
        3.3.1 海泡石基本性质简介
        3.3.2 海泡石高温流变特性影响因素探究
第四章 高温对钻井液处理剂的影响
    4.1 高温对处理剂的影响机理
        4.1.1 处理剂的高温降解
        4.1.2 处理剂的高温交联
        4.1.3 处理剂在粘土表面的高温解吸作用
        4.1.4 抗高温处理剂的作用机理
    4.2 高温老化对处理剂性能的影响
        4.2.1 高温老化对磺化类降水剂的影响
        4.2.2 高温老化对聚合物类降水剂的影响
    4.3 高温对聚合物处理剂流变性的影响
        4.3.1 聚合物种类的影响
        4.3.2 加量对聚合物高温流变性的影响
        4.3.3 盐对聚合物流变性的影响
        4.3.4 剪切时间对聚合物流变性的影响
        4.3.5 土对聚合物流变性的影响
第五章 抗高温钻井液配方构建及性能评价
    5.1 抗高温处理剂优选
        5.1.1 抗高温增粘剂优选
        5.1.2 抗高温降滤失剂优选
        5.1.3 降粘剂优选
        5.1.4 沥青类防塌剂优选
        5.1.5 抗温抗盐润滑剂
        5.1.6 抑制剂优选
    5.2 抗245℃配方构建及综合性能评价
        5.2.1 .热稳定性评价
        5.2.2 抗污染试验
        5.2.3 抑制性试验
        5.2.4 润滑性试验
        5.2.5 高温流变模型优选及AV预测
    5.3 抗245℃无固相盐水钻井液配方构建
        5.3.1 盐对聚合物溶液的影响
        5.3.2 聚合物降失水剂优选
        5.3.3 沥青粉优选
        5.3.4 NaCl加量调整
第六章 松科2井钻井液现场应用
    6.1 二开以浅特殊钻井工序下钻井液技术
        6.1.1 二开以浅地层情况
        6.1.2 二开钻井液配方设计
        6.1.3 二开以浅先导孔钻井液性能调控
        6.1.4 扩孔钻井液性能调控
    6.2 抗高温防塌钻井液在三开连续取心的应用
        6.2.1 三开地层情况及岩性特征
        6.2.2 三开钻井液考虑要素
        6.2.3 三开钻井液配方构建及综合性能评价
        6.2.4 三开钻井液维护与处理
    6.3 抗高温钻井液在四开的应用
        6.3.1 四开地层情况及岩性特征
        6.3.2 钻井液工作难点
        6.3.3 钻井液体系及维护处理
    6.4 抗高温钻井液在五开的应用
        6.4.1 五开地层概况及钻井液工作难点
        6.4.2 五开钻井液的使用及维护
第七章 结论
    7.1 结论与认识
    7.2 创新点
    7.3 论文不足与展望
致谢
参考文献

(4)地质钻探工程的发展历程与展望——回顾探矿工程事业70年(论文提纲范文)

0 前言
1 新中国成立初期探矿工程创建起步阶段(20世纪50-60年代)
    1.1 创建探矿工程队伍
    1.2 专业技术人才培养
    1.3 发展科学研究和科技情报工作
        1.3.1 科学研究工作
        1.3.2 科技情报工作
        1.3.2.1 创办专业杂志
        1.3.2.2 创建学术组织
        1.3.2.3 国际科技交流与合作
    1.4 在引进的基础上研发国产钻探装备
    1.5 初步建立管理体系,建章立制
        1.5.1 操作规程
        1.5.2 管理办法
        1.5.3 定额
        1.5.4 技术标准
    1.6 小结
2 探矿工程技术稳步快速发展阶段(20世纪70-80年代)
    2.1 以绳索取心为主体的多工艺钻探技术逐步完善
        2.1.1 以金刚石钻探为代表的新技术开始起步
        2.1.2 以绳索取心钻进为主的小口径金刚石钻进技术成为地质岩心钻探主体
        2.1.3 液动冲击回转钻进技术得到推广应用
        2.1.4 受控定向钻进技术研究应用成果斐然
    2.2 以反循环为主体的多工艺空气钻探技术体系获推广应用
    2.3 以低密度为主体的护孔、堵漏、保矿技术体系形成
    2.4 以坑道机械化为主体的新奥法掘进技术体系得到推广应用
    2.5 水文水井钻探、高温地热钻井技术体系初步形成
    2.6 地质钻探装备水平不断提高
    2.7 地质勘查宏观协调和行业管理得到加强
    2.8 科研能力及国际交流得以加强
    2.9 小结
3 探矿工程扩大服务领域阶段(大致为20世纪最后15年)
    3.1 贯彻地矿部“一业为主,多种经营”的方针,取得显着经济效益
    3.2 工程勘察钻探发挥不可或缺的作用
    3.3 工程施工钻探技术与设备快速发展
        3.3.1 钻孔灌注桩施工技术
        3.3.2 基坑支护与地基处理设备
        3.3.3 非开挖管线铺设技术与设备
        3.3.4 其他特殊工程
    3.4 在地质灾害防治工程中初显神威
    3.5 坑探工程技术进步,服务领域拓宽
    3.6 对接井施工技术解决盐岩采矿技术难题
    3.7 建筑装修薄壁工程钻技术
    3.8 地质钻探技术稳中求进
    3.9 小结
4 钻探工程技术全面、深入发展,逐步进入世界一流的阶段(21世纪以来)
    4.1 地质工作管理体制大变革
    4.2 全国各地积极开展深部钻探工程
    4.3 钻探工程在地热、铀矿等新型能源资源勘探开发中一展身手
    4.4 页岩气勘探开发依托钻井技术进步取得突破
    4.5 天然气水合物钻采迈入世界领先水平
    4.6 大陆科学钻探工程迈入世界先进行列
        4.6.1 前期准备工作
        4.6.2 中国大陆科学钻探工程“科钻一井”
        4.6.3 深部探测技术与实验研究专项
        4.6.4 汶川地震断裂带科学钻探工程
        4.6.5 松辽盆地科学钻探工程
        4.6.6 极地钻探工程
    4.7 积极开展大洋钻探
    4.8 积极开展绿色勘查钻探技术研究
    4.9 探矿工程专业标准体系逐步成熟并完善
    4.10 钻探技术在矿山救援等特种工程中发挥巨大作用
5 展望

(5)深孔地质岩心钻探用变频电驱动泥浆泵的研究与应用(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题研究目的和意义
    1.2 国内外泥浆泵发展现状
    1.3 传统泥浆泵存在的不足
    1.4 本课题研究的主要内容
第二章 深孔地质岩心钻探工况分析
    2.1 钻探工艺对泥浆泵的要求
    2.2 洗孔参数的确定
    2.3 泥浆泵性能参数指标确定
    2.4 深孔地质钻探装备发展
    2.5 本章小结
第三章 传统泥浆泵的结构原理与性能分析
    3.1 泥浆泵的工作原理
    3.2 BW-300/16 型泥浆泵总体结构
    3.3 BW-300/16 型泥浆泵调速系统及性能参数
    3.4 本章小结
第四章 变频电驱动泥浆泵的设计
    4.1 调速方式选择
    4.2 总体方案设计
    4.3 主要性能参数设计
    4.4 主要功能部件设计
    4.5 关键零部件应力分析
    4.6 本章小结
第五章 变频电驱动泥浆泵的性能试验及优势分析
    5.1 型式试验
    5.2 工程试验
    5.3 优势分析
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
附录
致谢

(6)松散破碎地层泵吸式孔底局部反循环取心钻具研究(论文提纲范文)

作者简历
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 选题背景、目的和意义
        1.1.1 选题背景
        1.1.2 目的和意义
    1.2 国内外取心钻进技术研究现状
        1.2.1 石油取心钻进技术
        1.2.2 地质勘探取心钻进技术
        1.2.3 科学钻探取心技术
    1.3 复杂地层钻探取心技术存在的主要问题
    1.4 主要研究内容
        1.4.1 研究目标
        1.4.2 研究内容
        1.4.3 拟解决的关键问题
    1.5 研究技术路线
    1.6 本章小结
第二章 新型钻具钻井液孔底局部反循环理论及技术
    2.1 不同钻具钻井液循环方式及工作原理
    2.2 反循环取心钻进技术特点
    2.3 孔底局部反循环取心钻进技术特点
        2.3.1 无泵式和封隔式孔底局部反循环取心钻具
        2.3.2 喷射式孔底局部反循环取心钻具
    2.4 基于泵吸原理的钻井液孔底局部反循环取心钻具概念提出
        2.4.1 常见机械泵结构及工作原理
        2.4.2 钻具主要零部件及其工作原理
        2.4.3 关键零部件结构及工作原理
        2.4.4 负吸部件产生“负压”的理论分析和计算
    2.5 本章小结
第三章 取心钻具功能验证试验
    3.1 负吸部件在取心钻具中的作用与地位
    3.2 负吸部件产生“负压”的实验室验证
        3.2.1 试验准备
        3.2.2 试验过程
        3.2.3 试验结果及分析
    3.3 本章小结
第4章 泵吸式孔底局部反循环取心钻具结构设计
    4.1 钻具整体设计
    4.2 标准件选择
        4.2.1 配合钻杆选择
        4.2.2 推力球轴承选择
        4.2.3 深沟球轴承选择
    4.3 钻具其它零部件设计
        4.3.1 钻杆接头设计
        4.3.2 过渡元件设计
        4.3.3 过渡联通件设计
        4.3.4 内管接头设计
        4.3.5 负吸部件设计
    4.4 本章小结
第5章 取心钻具关键零部件结构参数数值模拟
    5.1 计算流体动力学软件简介
        5.1.1 CFD软件技术特点
        5.1.2 常用的CFD软件
    5.2 负吸部件数值模数技术流程
    5.3 负吸部件流场数值模拟
        5.3.1 模型建立
        5.3.2 网格划分
        5.3.3 Fluent计算设置
        5.3.4 求解结果
    5.4 关键参数改变对压差影响的模拟结果及分析
        5.4.1 Ry变化对P的影响
        5.4.2 D变化对P的影响
        5.4.3 N变化对P的影响
        5.4.4 Ry、D和N变化对P影响显着性分析
        5.4.5 新型取心钻具数值模拟分析结论
    5.5 本章小结
第6章 基于泵吸原理的孔底局部反循环取心钻具试验研究
    6.1 试验准备
    6.2 优化后钻具负吸效果检测试验
    6.3 试验结果及优化前后负吸效果对比分析
    6.4 优化后的新钻具与喷反钻具负吸效果对比分析
    6.5 试钻试验及其结果分析
    6.6 现场试验及其结果分析
    6.7 本章小结
第7章 结论及展望
    7.1 结论
    7.2 论文创新点
    7.3 展望
致谢
参考文献

(7)地质钻探技术与装备21世纪新进展(论文提纲范文)

1 春天的脚步声
2 春天来了
    2. 1 建立了2000 m以内地质岩心钻探技术体系
    2. 2 科学钻探技术不断进步
    2. 3 浅层取心、取样钻探技术
    2. 4 新能源勘探开发钻探技术
    2. 5 地质灾害调查和防治钻探技术
    2. 6 定向钻探技术
    2. 7 基础工程施工钻掘技术
3 钻探新技术广泛应用
4 进入新常态下钻探技术的发展与建议

(8)超硬材料的研究进展(论文提纲范文)

1 发展超硬材料产业的背景需求及战略意义
2 国外超硬材料产业的发展现状及趋势
    2.1 国外超硬材料产业的发展现状
    2.2 国外超硬材料产业的发展趋势
    2.3 国外超硬材料及制品应用领域的拓展
3 国内超硬材料产业的发展现状及趋势
    3.1 国内超硬材料产业的发展现状
    3.2 国内超硬材料产业的发展趋势
4 国内超硬材料产业存在的主要问题及发展本产业的主要任务
5 推动我国超硬材料产业发展的对策和建议
    5.1 加强基础性研究
    5.2 推广或完善新技术、新工艺
    5.3 重点发展几种产品
    5.4 加强合作,推动技术创新
    5.5 政府扶持,给与更大的支持力度

(9)深孔小直径绳索取心钻进施工调研分析和技术建议(论文提纲范文)

0 引言
1 深孔小直径绳索取心钻进特点分析
2 钻孔结构变化分析
    2. 1 终孔直径
    2. 2 钻孔口径级数
    2. 3 套管的使用
3 钻探设计和施工中的安全问题
    3. 1 安全理念要改变
    3. 2 几个应考量的安全因素
        3. 2. 1 优化设计钻孔结构,完善钻具级配,严格执行钻探规程
        3. 2. 2 必要时宜固定套管,应慎用尾管和飞管,地层条件适合时可使用膨胀套管
        3. 2. 3 应从钻深能力、安全性、操控性等角度综合考虑,合理选择钻探设备
        3. 2. 4 优化钻柱钻具配置,合理确定绳索取心钻进技术参数,适当降低转速
        3. 2. 5 重视预防孔斜,发生孔斜应及时纠正并调整钻进技术参数
        3. 2. 6 护壁堵漏措施要适合绳索取心钻进工艺特点
        3. 2. 7 重视钻孔事故预防与处理,防止小事故酿成重大事故
4 金刚石绳索取心钻头选择
5 绳索取心钻杆的使用寿命评价
    5. 1 石油钻杆使用寿命的评价
    5. 2 绳索取心钻杆使用寿命的确定
    5. 3 绳索取心钻杆报废标准
6 结语

(10)金刚石钻头的发展趋势(论文提纲范文)

前言
1金刚石钻头发展态势
    1.1地质找矿向深部发展,需深孔钻探用新型金刚石钻头
    1.2地球科学探测需要深部钻探用新型金刚石钻头
    1.3地质钻探工作量迅猛增长,需要节能高效低成本的新型钻头
    1.4金刚石钻头曾创下的相关记录
    1.5深孔钻探对新型金刚石钻头技术指标的要求
2与国外先进的金刚石钻头技术相比存在一定差距
    2.1人造金刚石孕镶钻头
    2.2金刚石复合片钻头
        2.2.1地质钻探用复合片钻头
        2.2.2油气井钻探用复合片钻头
        2.2.3油气井钻探用国产复合片钻头与国外新型复合片钻头的差距及改进措施
        2.2.3.1大刀翼新型复合片钻头
        2.2.3.2复合片与牙轮组合钻头(图4)
        2.2.3.3混镶式金刚石钻头(见图5),对付硬地层的又一锐器
        2.2.4油气井钻探用复合片国内外之差距
        2.2.4.1国际金刚石复合片的水平
        2.2.4.2复合片发展方向
        2.2.4.2钻探用复合片性能提高的途径
        2.2.4.2.1金刚石复合片制造工艺
        (1)原料金刚石的净化(图13)
        (2)金刚石单晶粉末
        (3)为提高PDC热稳定性脱钴工艺
        (4)改变接触面的结构形状
        (5)采用过渡层的结构,减少金刚石层和硬质合金衬底之间的残余应力(图18)
        (6)硬质合金底衬
3结语

四、地质岩心钻探用的新型钻头(论文参考文献)

  • [1]接头连接式绳索取心钻具的改进设计与试验[D]. 孙成明. 吉林大学, 2020(01)
  • [2]深孔地质钻探EM-MWD样机设计及邻井接收方法研究[D]. 王成立. 中国地质大学, 2020(03)
  • [3]松科2井抗高温钻井液技术研究与应用[D]. 郑文龙. 中国地质大学, 2020(03)
  • [4]地质钻探工程的发展历程与展望——回顾探矿工程事业70年[J]. 王达,赵国隆,左汝强,孙建华,周红军,张林霞,李艺. 探矿工程(岩土钻掘工程), 2019(09)
  • [5]深孔地质岩心钻探用变频电驱动泥浆泵的研究与应用[D]. 柴喜元. 南华大学, 2018(01)
  • [6]松散破碎地层泵吸式孔底局部反循环取心钻具研究[D]. 陈宗涛. 中国地质大学, 2017(12)
  • [7]地质钻探技术与装备21世纪新进展[J]. 张金昌. 探矿工程(岩土钻掘工程), 2016(04)
  • [8]超硬材料的研究进展[J]. 林峰. 新型工业化, 2016(03)
  • [9]深孔小直径绳索取心钻进施工调研分析和技术建议[J]. 孙建华,王林钢,梁健,潘垚,高健,段航. 探矿工程(岩土钻掘工程), 2016(02)
  • [10]金刚石钻头的发展趋势[J]. 赵尔信. 超硬材料工程, 2015(01)

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用于地质取芯钻探的新型钻头
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