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BIODRILL S合成基钻井液在垦利区块首次应用 被引量：5
1
作者 彭三兵 李斌 +3 位作者 韩东东 徐磊 程龙生 黄贤斌 《钻井液与完井液》 CAS 北大核心 2024年第1期60-67,共8页
渤海油田垦利9-1区块地层岩性复杂,且存在断层带,钻井过程中易发生泥岩水化分散和砂岩层井眼缩径等问题,井壁垮塌风险极大。针对该区块地层岩性特点和技术难题并结合环保要求,制备了一种复合型封堵材料PFMOSHIELD,构建了BIODRILL S合成... 渤海油田垦利9-1区块地层岩性复杂,且存在断层带,钻井过程中易发生泥岩水化分散和砂岩层井眼缩径等问题,井壁垮塌风险极大。针对该区块地层岩性特点和技术难题并结合环保要求,制备了一种复合型封堵材料PFMOSHIELD,构建了BIODRILL S合成基钻井液体系。该体系流变性能良好,抗钙、抗岩屑污染达26%和15%,封堵性、沉降稳定性、润滑性优异,高温高压砂盘滤失量3.2 mL,静置7 d沉降因子为0.53,极压润滑系数0.082。BIODRILL S首次在渤海湾垦利9-1区块进行了现场应用,结果表明:该体系解决了垦利9-1区块泥页岩水化和砂岩层井眼缩径问题,垦利9-1北-3定向探井三开井段上部地层钻屑完整,钻屑达4~7 cm;井眼清洁性能良好,钻井液动塑比超过0.59 Pa/mPa·s,φ6和φ3读数均超过9,剪切稀释性强,提高了井眼净化效率,有效避免形成“岩屑床”;润滑性能优异,在大井斜段(55°、70°、67°)可实现直接起钻。 展开更多
关键词 合成基钻井液 BIOdrill S 渤海油田 垦利区块
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基于煤体卸压钻孔钻屑的冲击危险性检测方法及应用 被引量：2
2
作者 赵同彬 尹延春 +3 位作者 任文涛 张庆志 高久国 赵志刚 《煤炭学报》 北大核心 2025年第5期2384-2393,共10页
钻屑法是煤矿常用的冲击地压危险性检测方法,而大直径卸压钻孔的施工方法与钻屑法类似,但由于缺少相应的大直径卸压钻孔的钻粉率指数以及高效便捷的称重方法,大直径卸压钻孔钻屑法未能得到广泛应用。文中基于标准孔径钻屑法的钻粉率指数... 钻屑法是煤矿常用的冲击地压危险性检测方法,而大直径卸压钻孔的施工方法与钻屑法类似,但由于缺少相应的大直径卸压钻孔的钻粉率指数以及高效便捷的称重方法,大直径卸压钻孔钻屑法未能得到广泛应用。文中基于标准孔径钻屑法的钻粉率指数,提出考虑卸压扰动的大直径卸压钻孔钻粉率指数及临界煤粉量确定方法;通过开展室内煤样钻孔卸压-煤粉测量试验,探究钻孔孔径、煤粉量、煤样初始应力及卸压后应力间的函数关系,进而给出孔距为1、2和3 m条件下孔径为150 mm的卸压钻孔钻粉率指数及临界煤粉量的建议值;并结合研发的煤粉自动测量装置,在井下冲击危险巷道开展大直径卸压钻孔钻屑检测应用。结果表明:煤样钻孔煤粉量与钻孔孔径、煤样应力呈正相关关系,钻孔卸压后煤样应力降低率与钻孔孔径-孔距比呈正相关性;孔径为150 mm的卸压钻孔的钻粉率指数大于孔径为44 mm的钻孔的钻粉率指数,且随着钻孔间距的减小而逐渐增大;山东唐口矿6310工作面孔径为150 mm的卸压钻孔的煤粉量为25~93 kg/m,在巷帮12~14和18~20 m深处存在高应力区,沿空巷道煤粉量明显大于实体煤巷道。通过大直径卸压钻孔钻粉率指数确定方法和煤粉自动测量装置相结合,形成了基于煤体卸压钻孔钻屑的冲击危险性检测方法,为巷道高应力危险区“卸压-检测”同步作业提供了一种实用技术途径。 展开更多
关键词 冲击地压 卸压钻孔 钻屑法 钻粉率指数 临界煤粉量
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中国石化钻井工程决策支持系统进展及展望 被引量：2
3
作者 杨传书 王敏生 +4 位作者 李昌盛 张洪宝 吴建军 付宣 袁多 《钻采工艺》 北大核心 2025年第1期55-62,共8页
自上世纪80年代开展钻井现场数据采集与远传工作以来,国内外钻井工程决策支持系统经历了四大阶段,成为数智化条件下钻井工程核心技术之一,驱动着传统技术的转型升级与业务模式变革。借鉴Gartner关于决策支持系统技术进阶的方法论,阐述... 自上世纪80年代开展钻井现场数据采集与远传工作以来,国内外钻井工程决策支持系统经历了四大阶段,成为数智化条件下钻井工程核心技术之一,驱动着传统技术的转型升级与业务模式变革。借鉴Gartner关于决策支持系统技术进阶的方法论,阐述了钻井决策支持系统技术进阶路线图,从井场实时数据实时自动清洗处理技术、钻井井下风险随钻预警预测技术、随钻井下工况实时分析技术、钻井优化技术,详细阐述了钻井工程决策关键技术,介绍了中国石化石油工程决策支持系统PEAdviser3.0,并将这些关键技术进行软件载体落地应用,在钻井提速提效、风险防控等方面取得了六大应用效果,从钻井数智技术快速发展的驱动力等方面对该技术未来发展进行展望。 展开更多
关键词 钻井 实时分析 井下风险防控 钻井优化技术 钻井决策支持系统
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基于大直径钻孔钻进多参量的煤体应力钻测方法 被引量：1
4
作者 赵同彬 赵志刚 +3 位作者 齐炎山 尹延春 牛旭 李淇凡 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第1期122-132,共11页
煤体高应力是冲击地压发生的必要条件,及时准确测量评估煤体应力是冲击地压预警工作的关键环节。大直径钻孔是煤矿冲击地压防治最常用的预卸压、卸压解危和应力调控方法,研发和应用基于大直径卸压钻孔的煤体应力随钻测量技术方法,可以... 煤体高应力是冲击地压发生的必要条件,及时准确测量评估煤体应力是冲击地压预警工作的关键环节。大直径钻孔是煤矿冲击地压防治最常用的预卸压、卸压解危和应力调控方法,研发和应用基于大直径卸压钻孔的煤体应力随钻测量技术方法,可以得到煤矿井下大量煤体应力数据。本文根据煤体钻削破坏特征,对钻头破煤进行了力学分析,以钻头钻削力为纽带,研究了钻头受力与煤体应力关系,建立了煤体钻削力学模型,给出了包含钻进多参量的煤体应力反演方程;开展不同强度和煤体应力的原煤室内钻进实验,验证了力学模型的准确性和适用性,自主研制了大直径卸压钻机配套的随钻测量装置,开展煤矿井下实测实验,获取钻头位移、转速、转矩随时间变化数据,计算得到不同钻孔深度的煤体应力,给出了卸压孔区应力场分布形态,并与钻进能量和钻进时间进行了比较分析。结果表明,室内钻进实验加载应力与钻削力学模型计算应力平均误差为4.9%、最大误差为15.7%;现场实测煤体应力随孔深呈现先上升后下降的趋势,与煤壁支承压力分布规律一致,同一钻孔的煤体应力、钻进时间和钻进能量随孔深变化曲线基本一致,表明高应力区钻孔消耗能量较多,所需钻进时间也较长;对比相邻钻孔应力发现,先施工钻孔的应力峰值较高,后施工钻孔应力峰值较低,且峰值位置向深部转移,表明先施工钻孔起到明显的卸压作用。通过建立钻进多参量和煤体应力的定量关系,进行基于大直径卸压钻孔钻进多参量的煤体应力原位测量,将大直径卸压钻孔从卸压工程孔拓展为应力测量孔,实现钻孔卸压与应力测量评估一体化。 展开更多
关键词 大直径卸压钻孔 钻削力学模型 煤体应力 钻进多参量 钻测方法
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钻锚一体化锚杆随钻测量岩石强度试验研究 被引量：1
5
作者 姜鹏飞 张炜 +5 位作者 陈志良 王子越 罗超 郭吉昌 刘畅 孙洋 《采矿与岩层控制工程学报》 北大核心 2025年第1期63-81,共19页
岩石单轴抗压强度是评估岩石力学性质的重要参数,实时、准确地获取锚杆钻进过程中的岩石单轴抗压强度对于指导巷道顶板支护设计、锚固作业具有重要意义。基于钻锚一体化锚杆和钻臂搭建了钻锚一体化锚杆随钻感知试验系统,试验系统可实时... 岩石单轴抗压强度是评估岩石力学性质的重要参数,实时、准确地获取锚杆钻进过程中的岩石单轴抗压强度对于指导巷道顶板支护设计、锚固作业具有重要意义。基于钻锚一体化锚杆和钻臂搭建了钻锚一体化锚杆随钻感知试验系统,试验系统可实时监测液压系统的液压缸、液压马达及钻箱位移等参数。通过对各参数特性、单一参数及组合参数随岩石强度变化的关系进行分析,获得钻进单位体积岩石时液压缸、液压马达及系统所做总功与岩石强度的关系,并对比了各参数的优劣性。研究结果表明:液压系统单一参数及组合参数与岩石单轴抗压强度有一定的相关性,部分参数相关性系数较高,液压缸进油端、回油端拟合函数相关性系数分别为0.840 8和0.849 7;钻箱钻进速度随试样单轴抗压强度变化的拟合函数相关性系数最高,为0.953 3;其次是液压马达做功、系统总功以及液压缸做功,分别为0.921 5、0.895 0和0.855 2。液压缸回油端压力拟合函数效果最好,误差率为14.33%,小于15%;其次是钻箱钻进速度,误差率为16.12%,小于20%;钻进系统所做总功、液压马达做功、液压缸做功误差率分别为20.73%、21.79%和23.78%,均小于25%,预测效果较好。液压马达做功系统做功占主要部分,平均占比99.22%,随着岩石强度的增加,液压马达做功占系统总功逐渐下降。总体来看,液压缸进油端压力、回油端压力、钻箱钻进速度、液压马达做功、系统总功及液压缸做功随试样单轴抗压强度变化的拟合函数相关性系数较高。研究结果为钻锚一体化快速掘进、巷道围岩稳定性评估、锚杆支护方案优化等提供了依据。 展开更多
关键词 巷道支护 快速掘进 钻锚一体化 随钻测量 单轴抗压强度
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随钻钻进参数优化下煤体原位应力响应特征解析 被引量：1
6
作者 张琨 王珂 +5 位作者 任建喜 冯上鑫 常鹏博 赵玉桃 苗彦平 胡俭 《煤田地质与勘探》 北大核心 2025年第2期213-222,共10页
【背景】井下煤体应力空间分布状况是影响矿井安全生产和采掘工艺优化的重要因素之一,实现煤体应力定量且超前的原位预测,对于精准调控井下应力场、划分冲击危险区域意义重大。【方法】利用自主研发的随钻监测系统,开展不同钻进工况条... 【背景】井下煤体应力空间分布状况是影响矿井安全生产和采掘工艺优化的重要因素之一,实现煤体应力定量且超前的原位预测,对于精准调控井下应力场、划分冲击危险区域意义重大。【方法】利用自主研发的随钻监测系统,开展不同钻进工况条件下的煤岩钻孔室内试验,探究不同应力条件下钻进工况对钻进参数(扭矩、钻进位移)的作用规律,进而提出基于钻进参数的煤体应力测定方法,并开展了井下原位工程应用实践。【结果和结论】结果表明:(1)在钻进过程中,随钻监测系统可在干扰钻进工艺下实时监测钻进参数。钻进过程中钻进速度与钻压呈负相关关系,与扭矩呈正相关关系。(2)构建的钻进指标与煤体应力大小的函数关系拟合效果良好,拟合度达R^(2)=0.92。(3)井下原位工程验证发现,基于钻进参数煤体应力预测值和煤体应力实际值平均差异率小于10%,具有较好的一致性。该研究验证了基于钻进参数测定煤体应力的可靠性,也为实现煤体应力原位数字钻探技术提供了科学参考。 展开更多
关键词 随钻测试 钻进参数 煤体原位应力 响应特征
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煤矿井下钻进工况参数智能控制技术发展与展望 被引量：1
7
作者 王清峰 刘洋 +2 位作者 陈航 史书翰 崔小超 《矿业安全与环保》 北大核心 2025年第1期20-29,共10页
煤矿智能化和高产高效矿井的建设,对煤矿井下钻探智能化技术提出了更高要求。梳理了煤矿井下智能钻探技术发展历程,指出经过井下远距离手动控制、地面远距离手动控制、地面远距离自动控制、双模式自动控制等4个发展阶段后,煤矿井下钻探... 煤矿智能化和高产高效矿井的建设,对煤矿井下钻探智能化技术提出了更高要求。梳理了煤矿井下智能钻探技术发展历程,指出经过井下远距离手动控制、地面远距离手动控制、地面远距离自动控制、双模式自动控制等4个发展阶段后,煤矿井下钻探技术目前正处于智能化钻探探索阶段。从基于专家数据库、机器学习、云系统等3个方向,总结阐述了煤矿井下钻探智能化的关键核心技术——钻进工况参数智能控制技术的发展情况:专家数据库方面,介绍了其在矿业领域的主要应用范围,以及被引入到智能化钻探领域后的4个发展阶段,并对比给出了每个阶段的技术特点和先进性;机器学习方面,总结了在优化模型、优化算法、辅助控制手段等方向的最新研究成果,阐明了每个研究方向面临的难题和未来的研究思路;云系统方面,从石油开采、地质勘探、煤矿井下钻探3个方向探讨了最新发展情况。结合当前应用条件,综合评述了3种钻进工况参数智能控制方法的优缺点,分析了当前智能钻进存在的控制手段单一、多功能拓展应用不足等问题,从技术延展、控制闭环、策略多元、体系统一等角度对煤矿井下钻进工况参数智能控制与煤矿智能化建设深度融合应用提出了展望,为基于多信息融合的自适应钻进技术研究提供理论支撑。 展开更多
关键词 智能化钻进 钻进工况参数 智能控制 专家数据库 机器学习 云系统
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钢筋混凝土立柱钻孔爆破破坏过程数值分析与试验研究 被引量：1
8
作者 黄小武 谢先启 +3 位作者 贾永胜 刘昌邦 姚颖康 伍岳 《爆破》 北大核心 2025年第2期1-12,共12页
在房屋类建筑物爆破拆除工程中,钢筋混凝土立柱是主要承载构件,也是拆除爆破工程中面临最多的爆破对象。钢筋混凝土立柱的爆破破坏效果,直接影响承载构件的可靠失稳,进而影响结构的整体倒塌。近年来,钢筋混凝土立柱呈现出尺寸大、配筋... 在房屋类建筑物爆破拆除工程中,钢筋混凝土立柱是主要承载构件,也是拆除爆破工程中面临最多的爆破对象。钢筋混凝土立柱的爆破破坏效果,直接影响承载构件的可靠失稳,进而影响结构的整体倒塌。近年来,钢筋混凝土立柱呈现出尺寸大、配筋多、强度高等特征,对爆破参数设计和飞石防护提出了巨大的挑战。采用粒子爆破法耦合有限元算法(PBM-FEM),通过粒子的高速运动碰撞模拟爆炸冲击荷载和爆生气体逸出炮孔的过程;通过1∶1原尺寸物理模型爆破试验,采用工业电子雷管真实还原了高层楼房承重构件爆破拆除过程,揭示了钢筋混凝土立柱的钻孔爆破破坏过程及其爆破破坏失效机理。研究结果表明:因炮孔侧堵塞材料的约束作用有限,爆生气体会从孔口逸出,降低了炸药能量的利用率。立柱表面混凝土的剥落情况严重程度依次为:左、右两侧>前侧>后侧,最小抵抗线的方向是诱导混凝土发生破坏和抛掷的主要方向。 展开更多
关键词 爆破拆除 钢筋混凝土 钻孔爆破 破坏失效 数值模拟
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油气装备数字孪生技术体系构建与应用示范 被引量：2
9
作者 冯定 梁金力 +3 位作者 王健刚 张红 施雷 苗恩铭 《石油钻探技术》 北大核心 2025年第2期1-10,共10页
油气装备与数字孪生技术的结合,是实现无人化、智能化、经济化油气钻探开发工程的关键环节。为实现工况复杂和作业环境恶劣条件下装备行为状态监测、性能评估等系列功能,开展了油气装备数字孪生技术研究。根据数字孪生技术理论,考虑油... 油气装备与数字孪生技术的结合,是实现无人化、智能化、经济化油气钻探开发工程的关键环节。为实现工况复杂和作业环境恶劣条件下装备行为状态监测、性能评估等系列功能,开展了油气装备数字孪生技术研究。根据数字孪生技术理论,考虑油气装备各系统间的关系,结合多学科、多层次、多物理场耦合的描述方法,构建了一套基于结构性能响应和数据实时映射的油气装备数字孪生技术应用的流程体系。以齿轮齿条钻机为研究对象,建立了基于多系统、多尺度、多要素建模准则的齿轮齿条钻机起升系统的数字孪生体,通过应用示范,验证了理论研究的可靠性。研究结果为油气及相关领域装备的性能评估与寿命预测提供了基于数字孪生技术的应用理论依据。 展开更多
关键词 油气装备 数字孪生 机理模型 齿轮齿条钻机
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钻井液作用下割理发育煤岩失稳机理研究 被引量：1
10
作者 欧阳勇 谢文敏 +5 位作者 丁吉平 冯福平 王鹤远 杨冬临 马驰 吕海川 《油气藏评价与开发》 北大核心 2025年第2期284-291,共8页
煤岩割理裂缝的发育导致其强度较低,钻井过程中钻井液的作用将会进一步增加井壁失稳的风险。采用室内实验、理论分析与数值模拟相结合的方法,揭示了钻井液作用下割理发育煤岩失稳机理:①煤岩黏土矿物主要由不易水化的高岭石组成,无易水... 煤岩割理裂缝的发育导致其强度较低,钻井过程中钻井液的作用将会进一步增加井壁失稳的风险。采用室内实验、理论分析与数值模拟相结合的方法,揭示了钻井液作用下割理发育煤岩失稳机理:①煤岩黏土矿物主要由不易水化的高岭石组成,无易水化的蒙脱石存在且伊蒙混层的占比不高,因此水化膨胀(平均值为0.35%)和滚动分散性能(平均值为89.64%)较弱,煤岩失稳机制以力学作用为主。②垂直交错的面割理和端割理为钻井液侵入煤岩地层提供了流动通道,面割理的尺寸普遍大于端割理,因此,面割理更容易发生钻井液侵入造成井壁失稳。③钻井液侵入割理缝会导致井周地层压力上升,径向应力降低,增加井壁失稳的风险,其中对于高渗透率的面割理和穿过井眼的交叉割理,钻井液侵入更深,产生的井壁失稳风险更加严重。④割理缝的特征也会影响钻井液对煤岩割理的侵入深度。宽度更大、密度更高的割理缝中,钻井液侵入更深,并在井壁附近产生更高的压力,从而提高了井壁失稳的可能性。因此,应根据实际地层割理缝的尺寸大小设计钻井液随钻封堵粒子,且控制钻井液密度在合理的范围内,从而减少钻井液侵入引起井壁失稳情况的发生。研究提供了深入理解钻井液作用下割理发育煤岩失稳机理的新视角,为割理发育煤岩井壁稳定性分析提供了理论指导。 展开更多
关键词 钻井液 面割理 端割理 煤岩 失稳机理
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纳米改性材料在水基钻井液中的减阻性能 被引量：1
11
作者 郭磊 李模刚 +2 位作者 邓楚娈 贺垠博 耿铁 《钻井液与完井液》 北大核心 2025年第3期308-317,共10页
水基钻井液在小井眼环空流动时波动性大,与井壁、钻具界面阻力大,导致流动能量损耗和钻井液当量循环密度(ECD)大,易引发井漏、卡钻等事故。以纳米二氧化硅为原料,接枝改性合成水基钻井液减阻剂DRA-1,并开展减阻性能研究,发现DRA-1具有... 水基钻井液在小井眼环空流动时波动性大,与井壁、钻具界面阻力大,导致流动能量损耗和钻井液当量循环密度(ECD)大,易引发井漏、卡钻等事故。以纳米二氧化硅为原料,接枝改性合成水基钻井液减阻剂DRA-1,并开展减阻性能研究,发现DRA-1具有降低钻井液流动阻力与改善钻井液流动流型的作用。结果表明,在基浆中加入3%DRA-1后,流性指数为0.5064,增幅达366.7%,稠度系数为0.4847 Pa·s^(n),降幅达90.6%,极压润滑系数降低率达81.82%,经120℃热滚16 h后减阻效果进一步提高,证明DRA-1具有抗高温能力;以相同条件在自制钢片和聚四氟乙烯板上流动时,DRA-1对基浆流动性的改善效果显著优于现场同类材料,具有更好的流动性;基于A井生产资料,在水基钻井液中加入1%DRA-1后,压耗降低1.937 MPa,降低率达21.61%,在整个井深范围也表现出更低的ECD,宏观上反映出DRA-1对钻井效率和安全性的提升,这对钻井现场提高经济效益和避免作业事故具有重要意义。 展开更多
关键词 水基钻井液 纳米材料 流动减阻 润滑性能 ECD
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基于浅层地震反射勘探技术的栟茶河断裂近地表构造特征研究 被引量：2
12
作者 顾勤平 康清清 +13 位作者 杨浩 胡利 许汉刚 孟科 于俊杰 蒋新 赵启光 朱升初 薛莹莹 王金艳 李金良 张浩 徐烨 陈昊 《地球物理学报》 北大核心 2025年第3期938-955,共18页
早期对栟茶河断裂的研究成果局限在深部发育特征,至今仍未对该断裂的空间展布、最新活动时代及其与近地表地层的切割关系等重要科学问题开展过系统性的勘探和研究工作.鉴于此,本文按照“由已知到未知、由深到浅、分步探测、由点到线、... 早期对栟茶河断裂的研究成果局限在深部发育特征,至今仍未对该断裂的空间展布、最新活动时代及其与近地表地层的切割关系等重要科学问题开展过系统性的勘探和研究工作.鉴于此,本文按照“由已知到未知、由深到浅、分步探测、由点到线、由疏到密”的工作思路,采用不同工作方法和技术参数的浅层地震勘探对其进行了系统的探测和研究,并结合小间距钻孔联合地质剖面及新年代学样品测试等,查明了目标断裂近地表的空间分布位置和最新活动习性.研究结果表明:(1)栟茶河断裂是海安凹陷和通扬隆起的分界断裂暨控制苏北盆地沉积的断裂之一.(2)并非前人认识的一条断层,而是由2条N倾正断层组成的断阶带.中间走向近东西向,西段北西向,东段北东东向;视倾角约为60°~75°,是上陡下缓的铲形生长断层.(3)平面上呈向东(隆起区)收敛、向西(凹陷区)撒开趋势;向东发育并未延伸至原来认定的南黄海,而是终止于Ⅱ测线以西;向西延伸可能穿越了海安市主城区,继续追踪其空间位置的科学探索和系统研究工作显得非常重要且尤为必要.(4)小间距钻孔联合地质剖面成功定位了主断面在BCL1测线和BCL3测线分别位于7765和3660桩号处.难能可贵的是,在新庄村场地ZK2-5孔内中更新统启东组下段砂层中揭露了断层面,倾角约为70°.(5)确定了最新活动时代为中更新世晚期至晚更新世早期.(6)在栟茶河断裂南侧新发现了丁家所南缘断裂,它与栟茶河断裂夹持构成了鼻状地垒式的丁家所古潜山.(7)查明了栟茶河断裂的空间展布,已探明的长度为26 km.本文研究成果不仅为江苏地区相关城市的规划与建设、重大工程的建设选址及减轻地震灾害风险提供科学依据,填补了目标断裂所在测区近地表浅层地震探测研究和空间发育特征研究的空白,而且探测思路和研究方法对其他城市(尤其是厚覆盖区)活动断层探测和断裂活动性鉴定有借鉴和参考作用. 展开更多
关键词 栟茶河断裂 浅层地震勘探 多层次探测 钻孔联合地质剖面 活动断层
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纳米纤维素的制备及在钻井液中的应用研究进展 被引量：1
13
作者 赵雄虎 王灿 +2 位作者 肖喆 张喜 赵月琴 《钻井液与完井液》 北大核心 2025年第1期20-29,共10页
纤维素作为常用钻井液添加剂被广泛应用于多种水基钻井液体系中,可以有效降低钻井液失水、增强携带岩屑性能、改善钻井液流变性;纳米纤维素作为新型钻井液添加剂既具有常规纤维素的优点,又具有抗温、抗盐碱等性能,可以显著改善钻井液的... 纤维素作为常用钻井液添加剂被广泛应用于多种水基钻井液体系中,可以有效降低钻井液失水、增强携带岩屑性能、改善钻井液流变性;纳米纤维素作为新型钻井液添加剂既具有常规纤维素的优点,又具有抗温、抗盐碱等性能,可以显著改善钻井液的稳定性能和流变性能,有效降低钻井液的滤失量。介绍了目前制备纳米纤维素的方法以及纳米纤维素在钻井液中的应用,并对纳米纤维素在钻井液中的应用作了展望,旨为制备新型抗高温环保型钻井液处理剂提供参考。 展开更多
关键词 纳米纤维素 制备 钻井液 应用 综述
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海洋钻井参数监测控制与钻井风险防控技术 被引量：1
14
作者 杨进 韦龙贵 +5 位作者 顾纯巍 宋宇 李晓刚 王哲 史旻 顾岳 《中国海上油气》 北大核心 2025年第1期147-155,共9页
针对中国海上石油钻井监测控制与风险防控技术实现智能化面临的诸如海上钻井参数实时监测评价能力差等难题,根据中国海域特点改进相关理论计算模型,研发具有自主知识产权的应用软件和应用工具对海洋钻井参数进行精确预测、对海洋钻井风... 针对中国海上石油钻井监测控制与风险防控技术实现智能化面临的诸如海上钻井参数实时监测评价能力差等难题,根据中国海域特点改进相关理论计算模型,研发具有自主知识产权的应用软件和应用工具对海洋钻井参数进行精确预测、对海洋钻井风险进行评估、对海上员工进行操作监控培训等;同时引入Optidrill数据采集分析系统等国外成熟商业钻井监控软件去解决海洋钻井参数实时监控难的问题。上述技术体系应用后,中国渤海海域部分区块单井复杂工况时间降低30%以上,复杂事故处理时间减少20%以上,钻井周期减少20%以上,培训效率提升40%,最终形成了钻井工程设计可视化模拟评估技术、钻井实时监测与控制优化技术、复杂工况多方决策技术和钻井工程仿真模拟培训技术等四大关键技术。本项研究的海洋钻井参数监测控制与钻井风险防控技术体系取得了良好的应用效果,可为实现海上安全高效钻井作业目标提供理论和技术支撑。 展开更多
关键词 海洋钻井 智能监控 可视化模拟评估 多方决策 模拟培训
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极地油气钻井关键技术与装备研究进展
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作者 柯珂 胡志强 +4 位作者 王磊 杨进 徐良 邓嵩 李哲 《天然气工业》 北大核心 2025年第8期115-128,共14页
极地油气资源丰富,随着全球能源需求的持续增长,极地油气资源的勘探与开发已成为国际能源战略的重要发展方向。然而,极地恶劣的自然环境(如超低温气候、巨厚冻土层、浅层地质灾害及井筒大温变等)给油气钻探带来了巨大挑战。为系统总结... 极地油气资源丰富,随着全球能源需求的持续增长,极地油气资源的勘探与开发已成为国际能源战略的重要发展方向。然而,极地恶劣的自然环境(如超低温气候、巨厚冻土层、浅层地质灾害及井筒大温变等)给油气钻探带来了巨大挑战。为系统总结极地油气钻井技术与装备的适用条件和未来发展方向,系统分析了极地油气钻井面临的工程技术难题,从钻井地质灾害风险评价与环保技术、钻井关键装备及工具研发、钻井工艺及井筒工作液技术等方面,系统总结了极地油气钻井关键技术与装备的研究进展,并提出未来技术创新发展方向。研究结果表明:①极地浅层地质灾害风险识别与防护技术、冻土层钻井温控方法及环保废弃物处置技术是当前研究的重点;②低温环境下钻井装备的可靠性及工艺技术的适应性仍需进一步验证,特别是在-50℃超低温工况下的工程应用仍存在较大挑战;③未来应加强极地地质灾害动态监测与防控技术研究,优化冻土层钻井井筒温度调控方法以提升井筒稳定性,研发适应超低温环境的高可靠性钻井装备及工具,完善极地环保技术体系以推动废弃物无害化处理技术的应用,加快极地钻井技术的现场验证与商业化推广。结论认为,研究成果可为极地油气钻井技术的进步提供理论支撑和技术参考,并可为我国极地能源开发战略的实施、装备产业升级及国际竞争力提升提供有力支撑,进而助力我国在全球极地油气资源开发中发挥引领作用。 展开更多
关键词 极地 油气井 钻井 冻土 中国石化 低温钻机 浅层地质灾害 低温钻井液 低温固井 低温装备
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基于数字钻进振冲碎石桩密实度检测试验研究
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作者 曹瑞琅 王玉杰 +2 位作者 王猛 赵宇飞 肖浩汉 《土木工程学报》 北大核心 2025年第9期110-118,共9页
振冲碎石桩作为典型的隐蔽性工程,随深度加大质量检测愈加困难,阻碍了其推广应用,为此提出基于数字钻进振冲碎石桩密实度检测的新设备和新方法。研制地质钻机数字钻进监测系统并开展预设密实度碎石体的室内检测试验,在剖析钻进过程曲线... 振冲碎石桩作为典型的隐蔽性工程,随深度加大质量检测愈加困难,阻碍了其推广应用,为此提出基于数字钻进振冲碎石桩密实度检测的新设备和新方法。研制地质钻机数字钻进监测系统并开展预设密实度碎石体的室内检测试验,在剖析钻进过程曲线变化获得钻进响应数据特征后,定义特定钻速新指标。通过探讨和滤除检测深度对特定钻速的影响,建立特定钻速与密实度的映射关系,并采用工程应用验证方法的合理性。结果表明,碎石体挤密水平决定钻头切削难易程度,特定钻速对碎石体密实度具有高度的敏感性,能将桩体分为很密实、密实、较密实和松散4种状态,可发展为直接评价振冲碎石桩质量的新指标;试验揭示影响特定钻速的关键因素,提出数字钻进检测深度修正系数,因而能实现20m深度以下桩体的定量评价;数字钻进克服传统重型动力触探单点检测缺陷,实现连续检测,且数据处理、状态判别和检测报告能够实现自动化,可减少人工繁冗工作,保障检测的客观性。数字钻进有望能为深部振冲碎石桩密实度评价提供解决思路,形成新型检测设备和方法。 展开更多
关键词 数字钻进 振冲碎石桩 密实度 检测 特定钻速
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顺北地区三维抗钻特性参数分布规律 被引量：1
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作者 靳永红 李双贵 +4 位作者 陈帅 陈修平 刘景涛 于洋 石祥超 《深圳大学学报(理工版)》 北大核心 2025年第2期154-162,共9页
针对三维抗钻特性参数难以确定的问题,基于岩性特征优选了适合顺北地区的抗钻特性参数预测模型.通过对测井资料的分析和计算,获取了22口井的抗钻特性参数.根据井位和地层信息建立了三维几何模型,通过赋值、井的粗化以及纵横向高斯插值... 针对三维抗钻特性参数难以确定的问题,基于岩性特征优选了适合顺北地区的抗钻特性参数预测模型.通过对测井资料的分析和计算,获取了22口井的抗钻特性参数.根据井位和地层信息建立了三维几何模型,通过赋值、井的粗化以及纵横向高斯插值得到三维抗钻特性参数模型.结合现场需求得到了新近系—奥陶系的抗钻特性参数纵向分布规律,以及二叠系地层的横向分布规律.研究结果显示,二叠系中浅地层的研磨性较小,而二叠系以下的地层研磨性显著增加.从新近系到奥陶系,岩石抗钻特性参数呈增加趋势,其中,古近系和二叠系地层相较于相邻地层具有更大的抗钻特性参数,同时表现出较为明显的软硬交错.在顺北地区,二叠系北部地层的抗钻特性整体上高于南部地层,而东西部之间的抗钻特性参数差异并不明显.建立的三维岩石抗钻特性参数模型为进一步研究提供了基础,应用二叠系和石炭系—志留系地层抗钻特性的预测结果进行钻头选型和钻井参数的优化,二叠系和石炭系—志留系的机械钻速分别提高了53.80%和35.10%.该方法不仅有效提高了钻头与目标地层的匹配程度,而且为顺北地区的钻井提速提供了重要的理论依据. 展开更多
关键词 油气井工程 顺北地区 三维模型 抗钻特性 二叠系 可钻性 研磨性
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基于YOLOv5s-SimAM-ASFF的油气钻采井场安全隐患识别及智能穿戴设备研发 被引量：1
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作者 胡瑾秋 张来斌 +3 位作者 胡洋柏 储胜利 孙秉才 黎泽森 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第16期7004-7012,共9页
油气钻采井场情况复杂且安全隐患种类多,为提高井场安全隐患识别的精确性,提出一种基于改进YOLOv5的油气钻采井场安全隐患识别方法。首先,为解决图片背景复杂,识别难度加大的问题,在骨干网络引进SimAM注意力机制;其次,为解决隐患类型的... 油气钻采井场情况复杂且安全隐患种类多,为提高井场安全隐患识别的精确性,提出一种基于改进YOLOv5的油气钻采井场安全隐患识别方法。首先,为解决图片背景复杂,识别难度加大的问题,在骨干网络引进SimAM注意力机制;其次,为解决隐患类型的尺度差异较大且一张图片中存在多种尺度的问题,用自适应空间特征融合(ASFF)替换原有特征融合方式;最后,通过与其他模型进行比对来验证改进模型的隐患识别效果。结果表明:改进后的YOLOv5模型识别平均精确值提高了10.4%,对油气钻采井场安全隐患具有较好的识别效果。为解决油气钻采井场安全隐患视频监控识别的限制,研发一套智能穿戴设备,有效提高了井场安全隐患识别的便携性。 展开更多
关键词 油气钻采井场 安全隐患 图像识别 YOLOv5
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基于岩渣形貌及岩石磨蚀性的钻井法凿井滚刀磨损评估方法 被引量：1
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作者 程桦 谢鲍 +2 位作者 姚直书 荣传新 林键 《煤炭学报》 北大核心 2025年第1期115-131,共17页
针对西部地区侏罗系地层钻井法施工深大立井滚刀磨损严重问题,以西部某煤矿北一回风井钻井法凿井工程为研究对象,提出一种钻井法凿井滚刀磨损评估方法。首先,基于现场调研分析不同地层滚刀磨损程度及磨损分布特征,并提出相关量化指标;其... 针对西部地区侏罗系地层钻井法施工深大立井滚刀磨损严重问题,以西部某煤矿北一回风井钻井法凿井工程为研究对象,提出一种钻井法凿井滚刀磨损评估方法。首先,基于现场调研分析不同地层滚刀磨损程度及磨损分布特征,并提出相关量化指标;其次,对竖井钻机岩渣开展现场预处理,采用图像识别方法进行后处理,统计分析了岩渣几何形貌,并使用类指数分布函数描述其累积分布规律;此后,以皮尔逊系数为相关性评价指标探究了岩渣颗粒分布及矿物成分对滚刀磨损指标的影响,阐明了西部地区钻井法凿井滚刀易磨损致因;最后,基于相关性分析方法,选取若干主要影响参数,使用非线性拟合工具给出了针对不同岩层的滚刀磨损指标预测公式,并提出现场更换滚刀的评估方法。结果表明:钻井法凿井滚刀磨损与岩层地质条件密切相关,不同地层单位进尺消耗滚刀数量依次为:泥质胶结泥性地层>钙质胶结泥、砂互层地层≈钙质、铁质胶结砂性地层>极弱胶结砂性地层,西部钻井法凿井刀盘深磨区易集中于b、c、d刀圈,而中心刀及其附近区域多为浅磨区;岩渣几何形貌统计特征可间接反映不同地层单位进尺滚刀磨损程度,西部地区砂系、泥系地层岩渣粒径分布符合类指数函数,相关系数R 2为0.976~0.997,根据拟合函数得到的岩渣均匀系数与磨损均匀性指标相关性最高,泥性地层及泥、砂互层地层滚刀磨损加剧的原因可归结为岩渣泥化、砂化;以岩渣圆度分布的箱宽、大颗粒占比、均匀系数、岩石磨蚀性指数为滚刀磨损主要表征参数,得到适用于不同地层的滚刀磨损预测模型,与现场实测对比,模型预测成功率达90.9%;提出的滚刀磨损评估方法可为现场提钻换刀决策提供有益参考。 展开更多
关键词 钻井法凿井 岩渣颗粒分布 矿物成分 滚刀磨损 评估方法
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煤矿井下坍塌体水平钻进参数特征与破岩机理
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作者 姚宁平 豆旭谦 +4 位作者 韩兆阳 张国华 孙雨辰 李浩 王力 《煤田地质与勘探》 北大核心 2025年第8期226-237,共12页
【目的】随着煤矿开采深度不断增加,巷道因地应力和矿压作用导致冒顶塌方、人员被埋等灾害风险加剧,钻孔救援是快速构建救援通道的关键手段,但钻进过程面临地质结构复杂、坍塌体稳定性差、钻进效率低等挑战。【方法】为揭示坍塌体钻进... 【目的】随着煤矿开采深度不断增加,巷道因地应力和矿压作用导致冒顶塌方、人员被埋等灾害风险加剧,钻孔救援是快速构建救援通道的关键手段,但钻进过程面临地质结构复杂、坍塌体稳定性差、钻进效率低等挑战。【方法】为揭示坍塌体钻进破岩机理,优化钻进参数与成孔可靠性,实现坍塌体安全高效钻进,研制了冲击−旋转水平钻进与随钻实时监测的大型试验平台,该平台具备9项钻进参数的实时采集或控制能力,包括钻进速度、推进力、钻进压力、旋转压力、冲击压力等,满足钻进全过程的动态监测需求,基于该平台采用M20、C30、C50三类强度材料设计了模拟坍塌体典型组构和结构的模型试验,对比不同强度和状态下钻进参数的变化规律。【结果和结论】钻进行程的曲线形态、钻进速度的突变响应,推进力的跃迁间隔和周期性变化以及旋转压力的波动幅度等参数特征可有效表征被钻岩体的强度水平和赋存状态;进一步结合成孔形态与破碎模式,提出“低冲击−低推进−高转速”策略有助于在透巷段降低扰动、提高钻进稳定性;试验揭示了坍塌体内部“块体尺寸分级响应−破碎模式级联转化−钻进过程循环渐进”的破岩机理:小尺寸松散体易受扰动排出,中尺寸块体在钻进中与松散体形成支撑结构后被进一步破碎并参与排屑循环,大尺寸孤石部分破碎后进入循环,或因完整性高形成贯通通道持续存在,反映钻进过程中的机−岩互馈特性与结构动态演化过程。研究结果为井下坍塌体钻进过程中岩体识别、参数优化与安全控制提供了理论支撑,助力应急救援中的科学决策与精准作业。 展开更多
关键词 钻孔救援 坍塌体钻进 随钻监测 破岩机理 参数识别 煤矿
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