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

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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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钻井法凿井气-液-固耦合排渣流场及刀盘吸渣口优化 被引量：4

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作者 程桦 郭龙辉 +2 位作者 姚直书 杨光 荣传新 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期426-441,共16页

针对西部地区侏罗系地层煤矿立井钻井法施工中出现的气举反循环洗井排渣与钻进效率低下问题,以陕西可可盖煤矿中央回风立井ϕ4.2 m超前钻井为工程背景,基于CFD-DEM(计算流体力学和离散单元法耦合)研究方法,建立了气-液-固多相耦合排渣数... 针对西部地区侏罗系地层煤矿立井钻井法施工中出现的气举反循环洗井排渣与钻进效率低下问题,以陕西可可盖煤矿中央回风立井ϕ4.2 m超前钻井为工程背景,基于CFD-DEM(计算流体力学和离散单元法耦合)研究方法,建立了气-液-固多相耦合排渣数值模型,揭示了排渣管内、井底流场的速度及压力分布规律,并基于自研的气举反循环排渣试验装置,采用PIV(粒子图像测速法)测试技术对流场分布的正确性进行验证;提出了优化刀盘吸渣口评判指标和方法,对吸渣口的数量、长径比、面积比、总面积占比进行优化,得到了超前钻头刀盘吸渣口布置的最佳方式和相关参数;讨论了钻头转速、注气量、风管没入比和泥浆黏度等主要因素对排渣流场的影响。研究结果表明:(1)排渣管内流体的运移以轴向流动为主,且途经注气端时,流速发生跳跃式剧增;井底流体的运移主要以水平流动为主,流体的垂直上返仅存在于吸渣口附近;井底流体的水平流动以切向流动为主,径向流动仅在吸渣口两侧较为明显,且远离吸渣口处,径流速度较小易产生岩屑沉积;(2)当刀盘吸渣口数量为2,长径比为0.4,面积比为1,总面积占比为1.94%时,吸渣口的布置方式最佳,且清渣率较现行吸渣口布置方式提高66%;(3)增大钻头转速可显著增强吸渣口的吸附作用,注气量、风管没入比与井底和排渣管内流体的轴向速度均呈正相关关系,低黏、低密度的泥浆易获取高流速,但携岩能力较差。研究结果可为破解侏罗系地层深大立井钻井法洗井排渣与钻进效率低下技术难题,提供有益的理论参考。 展开更多

关键词 钻井法凿井 气举反循环 排渣流场 吸渣口优化 排渣效率

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白垩侏罗系地层钻井法凿井钻井液黏度突变致因分析 被引量：2

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作者 周文龙 荣传新 +2 位作者 程桦 王宗金 姚直书 《建井技术》 2024年第1期56-64,共9页

在西部地区可可盖煤矿钻井法凿井过程中,穿越白垩侏罗系地层时遇到钻井液黏度突然增大的问题,严重影响了钻进速度。为此,通过实验方法探究了钻井液黏度突变的原因。实验中添加了三聚磷酸钠、羧甲基纤维素钠等外加剂以及不同层位的岩粉,... 在西部地区可可盖煤矿钻井法凿井过程中,穿越白垩侏罗系地层时遇到钻井液黏度突然增大的问题,严重影响了钻进速度。为此,通过实验方法探究了钻井液黏度突变的原因。实验中添加了三聚磷酸钠、羧甲基纤维素钠等外加剂以及不同层位的岩粉,并观察了钻井液黏度的变化。对比实验分析发现,三聚磷酸钠降低了钻井液黏度,而羧甲基纤维素钠增加了其黏度。添加293、391m层位的砂岩岩粉对于钻井液黏度几乎没有影响,漏斗黏度始终保持在27s左右;然而,在添加276、402m层位泥岩岩粉后,可以使钻井液黏度增大。通过XPS半定量分析相应样品以及采用XRF半定量分析和SEM电镜分析相应的钻井液发现:白垩侏罗系泥岩含有较高浓度镁元素,在该地层进行钻井法凿井时会导致Mg^(2+)浓度上升;随着Mg^(2+)浓度增加,高浓度Mg^(2+)促使蒙脱石层间阳离子与之交换并进入其空间结构中,从而引起蒙脱石絮凝程度提高并导致整体钻井液黏性增大。 展开更多

关键词 钻井法凿井 钻井液 外加剂 黏度 离子交换

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孔隙型含水岩层钻井法凿井壁后充填技术研究 被引量：8

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作者 姚直书 方玉 +4 位作者 乔帅星 程桦 李欣慰 王宗金 王晨 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第10期1-9,共9页

为解决西部地区孔隙型含水岩层钻井法凿井壁后充填技术难题,开展了充填层作用机理及材料配制研究。首先,以可可盖煤矿中央回风立井为工程背景,利用Comsol Multiphysics数值计算软件进行了围岩、充填层和钻井井壁流固耦合作用分析。计算... 为解决西部地区孔隙型含水岩层钻井法凿井壁后充填技术难题,开展了充填层作用机理及材料配制研究。首先,以可可盖煤矿中央回风立井为工程背景,利用Comsol Multiphysics数值计算软件进行了围岩、充填层和钻井井壁流固耦合作用分析。计算结果表明:有效应力和孔隙水压力分布曲线呈现出明显的“压降漏斗”型特征(即越靠近井筒中心,两者降低速率越快),且曲线的陡降段位于充填层区域;由此可见,在西部孔隙型含水岩层中,充填层不但具有固井和封水作用,而且还具有减载功能。然后,基于有效应力原理和达西渗流理论,提出充填层材料应具有低渗透性、较高强度和较大比重、微膨胀、不收缩,同时拌合物的流动性好、满足泵送机械化施工要求。综上,提出采用高性能水泥砂浆作为西部地区孔隙型含水岩层钻井井筒壁后充填材料。最后,通过正交试验测定了充填材料的主要物理力学性能,并采用极差分析法研究了粉煤灰与膨胀剂质量掺量对充填材料各因素指标的影响;同时,将比重、三轴抗压强度、渗透系数3者作为其性能的最终评定指标;基于综合平衡法获得水泥、粉煤灰、膨胀剂、水、砂、泵送剂等壁后充填材料的最优配合比为1∶0.286∶0.143∶2.144∶0.443∶0.0143。论文研究结果为西部地区孔隙型含水岩层钻井法凿井的壁后充填提供了工程应用基础。 展开更多

关键词 孔隙型含水岩层 钻井法凿井 充填层 充填作用 材料配制

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钻井法凿井技术的发展和展望——小型钻井试验40周年纪念 被引量：8

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作者 张永成 刘志强 《建井技术》 北大核心 2003年第2期1-6,共6页

阐述了煤矿钻井法凿井从1963年小型试验开始到目前为止40年的发展历程,并介绍了钻井工艺、钻井设备、钻井泥浆和井壁结构等方面在煤矿、铜矿、冶金、水电等部门钻井法凿井过程中所取得的技术进步,提出了存在的问题和今后的发展方向。

关键词 钻井技术 发展历程 问题 钻井法凿井

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“一扩成井”钻井法凿井新技术在袁店二矿的应用 被引量：6

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作者 陈远坤 刘志强 +2 位作者 赵时运 纪洪广 程真富 《建井技术》 2011年第1期21-23,共3页

"一扩成井"钻井法凿井新工艺解决了原多次扩孔钻井存在的需要多个扩孔钻头,设备占用量大,工程成本高,辅助工作时间长,工效低的问题,通过一次扩孔完成钻井井筒钻进。介绍了"一扩成井"钻井法凿井在袁店二矿的钻井参... "一扩成井"钻井法凿井新工艺解决了原多次扩孔钻井存在的需要多个扩孔钻头,设备占用量大,工程成本高,辅助工作时间长,工效低的问题,通过一次扩孔完成钻井井筒钻进。介绍了"一扩成井"钻井法凿井在袁店二矿的钻井参数选择、钻井直径设计等基本情况,为"一扩成井"钻井法凿井技术的推广提供了经验。 展开更多

关键词 一扩成井 钻井法凿井 钻进分级 钻进参数

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钻井法凿井废弃泥浆处理技术现状及展望 被引量：3

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作者 刘志强 孙建荣 刘俊英 《建井技术》 2005年第5期30-32,共3页

钻井法凿井是通过深厚冲积层可靠的特殊施工方法之一,但钻井废弃泥浆处理问题迄今还没有得到很好的解决。阐述了钻井废弃泥浆给环境带来的不利影响,介绍了目前处理废弃泥浆的3种方法,对废弃泥浆处理技术发展趋势进行了初步分析。

关键词 钻井法凿井 废弃泥浆 化学固化 生物治理

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提高钻井法凿井测井仪的超声测距可靠性

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作者 曹茂永 王霞 《华侨大学学报（自然科学版）》 CAS 2001年第3期298-302,共5页

介绍 SD- 2 A型钻井法凿井测井仪的结构和工作原理 .为解决提高仪器可靠性和技术指标的关键技术 ,即超声波在大相对密度非均匀泥浆介质中的可靠测距问题 ,设计一套超声波数字信号采集系统 .对大相对密度非均匀泥浆介质中的超声测距信号 ... 介绍 SD- 2 A型钻井法凿井测井仪的结构和工作原理 .为解决提高仪器可靠性和技术指标的关键技术 ,即超声波在大相对密度非均匀泥浆介质中的可靠测距问题 ,设计一套超声波数字信号采集系统 .对大相对密度非均匀泥浆介质中的超声测距信号 ,进行傅立叶频谱分析和成分分析 .在此基础上 ,提出超声测距信号处理的几种方法 ,即频域滤波法和自相关法 ,给出提高超声测距可靠性的硬件设计 ,实现在泥浆相对密度为 1.3的介质中的可靠测距 . 展开更多

关键词 钻井法凿井测井仪 自相关法 数据采集 超声信号处理 超声测距 可靠性 频域滤波法

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关于深厚表土中钻井法凿井加大钻井直径的几个问题 被引量：1

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作者 崔广心 《建井技术》 2006年第2期31-33,36,共4页

在深厚表土层钻井法凿井技术和工艺中,钻井深度增加时,为保证井筒净直径,需加大钻井直径。对由此而产生的井壁厚度、洗井参数和钻杆直径,以及钻井后泥浆处理等问题进行了研究,认为井壁增加竖向可缩装置更为合理;要加大钻杆直径;还需研... 在深厚表土层钻井法凿井技术和工艺中,钻井深度增加时,为保证井筒净直径,需加大钻井直径。对由此而产生的井壁厚度、洗井参数和钻杆直径,以及钻井后泥浆处理等问题进行了研究,认为井壁增加竖向可缩装置更为合理;要加大钻杆直径;还需研制机械泵来代替压气排液器,改进洗井系统。 展开更多

关键词 深厚表土层 钻井法凿井 钻井井壁 洗井效果 大直径钻井理论

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钻井法凿井“一钻成井”工艺 被引量：18

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作者 刘志强 吴玉华 +3 位作者 王从平 刘汉喜 孙建荣 程桦 《建井技术》 2011年第1期8-10,共3页

介绍朱集西煤矿矸石井采用钻井法凿井"一钻成井"工艺,不用多次扩孔钻进,减少辅肋时间,提高工效,降低钻井成本。

关键词 钻井法凿井 一钻成井 钻井工艺

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钻井法凿井泥浆再生调制与废弃处理 被引量：17

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作者 孙建荣 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2008年第1期25-27,共3页

钻井法凿井是通过深厚冲积层最可靠的竖井施工方法。钻井法凿井中泥浆起着非常重要的作用,对泥浆劣化的原因进行了分析,阐述了泥浆再生调制和废弃泥浆处理的方法,并对废弃泥浆处理的发展趋势进行了分析。分析结果表明,应从污染物的产生... 钻井法凿井是通过深厚冲积层最可靠的竖井施工方法。钻井法凿井中泥浆起着非常重要的作用,对泥浆劣化的原因进行了分析,阐述了泥浆再生调制和废弃泥浆处理的方法,并对废弃泥浆处理的发展趋势进行了分析。分析结果表明,应从污染物的产生源头治理泥浆污染,对已经产生的污染源应进行无害化处理,以达到最佳环境效益和经济效益,促进钻井法凿井持续发展。 展开更多

关键词 钻井法凿井 泥浆 再生调制 废弃泥浆处理

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钻井法凿井废弃泥浆处理技术 被引量：8

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作者 蔡鑫 孙建荣 +2 位作者 李文增 吴玉华 陈廷学 《建井技术》 2011年第1期75-76,71,共3页

介绍钻井法凿井施工过程中和施工完成后,产生大量的废弃泥浆的处理方法和处理工艺,以减小和消除对周围环境的污染。

关键词 钻井法凿井 钻井泥浆 废弃泥浆处理

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钻井法凿井快速钻进系统 被引量：5

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作者 丁明 栾振辉 《建井技术》 2015年第4期51-55,共5页

钻井法凿井虽然具有作业条件安全、机械化程度高、劳动强度低等诸多优点,但用于大直径井筒施工,效率较低。为提高钻进效率,通过分析影响钻进效率的各种因素,提出了垂直快速钻进系统,重点介绍了自动导向器的结构原理,并对各部分进行结构... 钻井法凿井虽然具有作业条件安全、机械化程度高、劳动强度低等诸多优点,但用于大直径井筒施工,效率较低。为提高钻进效率,通过分析影响钻进效率的各种因素,提出了垂直快速钻进系统,重点介绍了自动导向器的结构原理,并对各部分进行结构设计和参数计算。结果表明,垂直快速钻进系统克服了原系统的缺点,具有钻进平稳、排渣迅速等优点,可显著提高钻机的钻井速度。 展开更多

关键词 钻井法凿井 垂直钻进系统 自动导向器 钻进效率

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钻井法凿井废弃泥浆处理技术的研究应用 被引量：2

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作者 吴彬 刘国俊 《煤》 2009年第9期10-11,共2页

钻井法施工井筒是通过特厚表土层可靠的施工方法之一,在钻井法施工中废弃泥浆的处理一直比较棘手,通过对板集煤矿三井筒钻井法施工中废弃泥浆处理技术的研究,获得适合板集煤矿应用的泥浆处理技术,做到了占地少、环保、经济、变废为宝。

关键词 钻井法凿井 废弃泥浆 处理

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钻井法凿井在我国西部地区的应用分析——以可可盖煤矿进风立井采用钻井法施工为例 被引量：15

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作者 崔明远 刘锦玉 +1 位作者 李翔宇 黄久源 《建井技术》 2022年第5期67-70,48,共5页

钻井法凿井技术在我国中、东部煤矿已得到广泛应用,但在西部地区尚无成功应用先例。钻井法施工煤矿立井比冻结法有更多优点,但它在西部地区的应用中存在着地质条件复杂、气候寒冷、设备性能落后等各种问题。随着新设备、新工法、新措施... 钻井法凿井技术在我国中、东部煤矿已得到广泛应用,但在西部地区尚无成功应用先例。钻井法施工煤矿立井比冻结法有更多优点,但它在西部地区的应用中存在着地质条件复杂、气候寒冷、设备性能落后等各种问题。随着新设备、新工法、新措施的实施,钻井法凿井技术会逐步解决在西部地区推广应用的各种问题,通过技术更新实现智能化,提高西部地区煤矿智能建井水平,推动行业技术进步。 展开更多

关键词 钻井法凿井 西部地区 应用 技术更新 智能建井

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孙庄铁矿立井钻井法凿井施工技术 被引量：4

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作者 吴刚 赵文平 《建井技术》 2012年第3期19-21,31,共4页

孙庄铁矿位于滦河冲积扇地质带,主、副立井采用钻井法凿井。由于井筒穿过厚度较大的不稳定冲积砂层,以及卵砾石层和高硬度、大倾角岩层,钻井施工难度较大。根据地层特点,在钻井工艺上作了相应改进,取得了良好的施工效果,综合施工技术达... 孙庄铁矿位于滦河冲积扇地质带,主、副立井采用钻井法凿井。由于井筒穿过厚度较大的不稳定冲积砂层,以及卵砾石层和高硬度、大倾角岩层,钻井施工难度较大。根据地层特点,在钻井工艺上作了相应改进,取得了良好的施工效果,综合施工技术达到了国内领先水平。 展开更多

关键词 冲积扇地质带 铁矿 立井 钻井法凿井 泥浆

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钻井法凿井废弃泥浆的二次应用价值

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作者 王璨琛 王坤 《能源技术与管理》 2017年第1期138-140,共3页

介绍了钻井法凿井废弃泥浆用作地面预注浆堵水注浆材料原料的方法,其不仅可以解决传统处理方法对废弃泥浆处理不彻底的问题,同时钻井泥浆在合理配比、适当处理的条件下完全具有二次应用价值,可变废为宝,最终做到无害化、资源化。

关键词 钻井法凿井 废弃泥浆 地面预注浆堵水 无害化 资源化

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钻井法凿井壁后充填工艺革新

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作者 潘圣勇 《煤炭科技》 2013年第2期57-58,60,共3页

分析了钻井法凿井充填工艺存在的问题及改进方法,提出了"外管法"加"内管法"的新工艺,并介绍了新充填工艺原理、流程、操作要点及产生的效益。

关键词 钻井法凿井 壁后充填 工艺革新

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钻井法凿井井径井斜超声测量技术及系统通过省科技厅鉴定

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《山东科技大学学报（自然科学版）》 CAS 2008年第1期10-10,共1页

2007年12月22日，受山东省科技厅委托，山东省教育厅对山东科技大学信息与电气工程学院完成的“钻井法凿井井径井斜超声测量技术及系统”进行了技术鉴定。

关键词 钻井法凿井 测量技术 技术鉴定 科技厅 系统 超声 井斜 井径

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许町中央风井钻井法凿井速度分析及经验

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作者 王文升 《建井技术》 1999年第4期18-19,31,共3页

介绍许町中央风井钻井法凿井施工情况，对严重影响钻进速度的各种因素进行分析。

关键词 钻井法凿井 钻进速度 竖井钻机 风井 矿井

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