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摘要:不同物质如地层颗粒、微生物、注入物等在流固运移、滞留过程中，会造成油气井的堵塞，本文对堵塞区域进行划分，分为地面集输管线堵塞、井筒堵塞、挡砂介质堵塞及地层孔道堵塞4类。阐述造成堵塞的物理、化学、生物等因素及堵塞特征。梳理现阶段海洋油气资源开发过程中常用的解堵工艺技术现状，将解堵技术分为物理、化学、生物、复合4类。同时分析认为复合解堵技术在未来应用于天然气水合物开发中的可能性最大，为今后海域天然气水合物资源开发中解堵技术提供参考。

摘要:针对孕镶金刚石钻头齿间相互独立，在坚硬地层中钻进极易产生打滑和单齿受力太大导致钻头损坏的难题，引入仿生爪趾结构原理和自补偿理念，研制了仿生自补偿一体式高胎体孕镶金刚石取心钻头。钻头的一体式切削齿设计，主要在单齿的齿单元间采用加强筋方式强化单齿强度，单齿与单齿间设置齿间加强筋加强，使得钻头相邻齿单元、相邻单齿间相互连接形成一个整体，在钻进过程中，钻头齿的工作唇面会产生多个超过岩石极限破坏强度但远低于钻头胎体强度的应力集中区域，不容易出现少数几个接近或超过钻头胎体强度的应力集中区域的情况。如此，钻头的整体性更好，受力均匀，切削岩石的效率更高，寿命更长，尤其对于坚硬地层，防打滑效果更好。经现场试验表明：仿生自补偿一体式高胎体孕镶金刚石取心钻头较常规钻头具有更高的碎岩效率和更长的使用寿命。

摘要:随钻扩孔是大洋钻探跟管钻进工艺的关键技术环节，扩张式随钻扩孔器通过压差控制刀翼的张开和闭拢，扩孔率大，可有效实现套管跟管钻进。设计了悬臂式扩孔器，采用偏置式喷射孔布置对刀翼进行冲刷，运用计算流体力学理论，采用标准k-湍流模型，对喷射孔在不同角度和直径下的流场进行模拟分析。模拟结果表明：作用于扩孔刀翼切削齿的流体速度和动压力受喷射孔角度、直径和环空钻井液综合影响；随着喷射孔角度α从40°递增至90°，作用于切削齿的流体速度呈类余弦曲线变化；随着喷射孔直径d从4 mm增大到10 mm，作用于切削齿的流体速度和动压力呈抛物线型变化；综合考虑冲刷效果、加工性能和喷射流体与环空钻井液的相互作用，优选α=70°、d=8 mm。陆地试验和浅海试验证明，扩张式随钻扩孔器结构功能可行，扩孔尺寸满足套管正常跟管钻进需求，优选的喷射孔角度和直径可对刀翼形成良好冲刷，有效防止泥包产生。研究成果可为大洋钻探不同规格的随钻扩孔器设计提供参考依据。

摘要:在天然气水合物岩心样品的带压转移过程中，岩心衬管抓捕装置是实现样品转移的关键。岩心抓取是在岩心管内进行，属于非可视化操作过程，同时岩心样品和抓捕器都处于高压液体中，岩心衬管与岩心管之间的间隙非常小，要保证岩心样品的原位状态，对岩心抓捕装置的结构设计、精准定位、快速抓取和释放都有很高的要求。根据该装置所需实现的抓取、拖动、定位和释放功能，设计挂盘自锁和触碰解锁机构，探针抓取衬管，经过室内抓捕实验，该机构可以顺利抓捕和解卡，其结构简单，能在压力状态下进行岩心转移，加快了天然气水合物样品的带压转移装置的研究进展。

摘要:针对硬岩及复杂地层取心钻进效率低、钻头寿命短的问题，依托“深海钻探技术与工程支撑”项目研制了?215.9 mm四牙轮取心钻头。通过合理布置牙轮角度与分布、优化取心结构，有效提高岩心采取率，保证钻头在硬岩中的钻进速度与可靠性。在之前进行了陆地试验和海洋试验并不断优化改进的基础上，本次在内蒙古自治区呼和浩特市清水河县首次进行了实验性的地热勘探取心施工，全段地层均为高研磨性、高硬度花岗岩，取心困难。采用?215.9 mm牙轮取心钻头配合常规的取心钻具，钻进效率达1.2 m/h，岩心采取率为70%~90%，取得了较好的应用效果，为海洋钻探硬岩取心提供了技术保障。

摘要:为了解决深海油气井工程和大洋科学钻探深部高温井段钻井液流变稳定性和护壁性能等变差问题，以复合粘土为造浆材料，通过优选抗温抗盐降滤失剂、防塌剂和高温稳定剂等关键处理剂及钻井液配方优化研究，研发了一套耐230 ℃高温海水钻井液配方。采用高温高压流变仪、六速旋转粘度计和高温高压滤失仪等仪器，开展耐230 ℃高温海水钻井液的综合性能评价，如热稳定性、高温流变性等。实验结果显示，密度1.5 g/cm³的钻井液在230 ℃老化16 h前后，表观粘度变化率为2.5%，高温高压滤失量为23 mL。研究结果表明，该海水钻井液抗温可达230 ℃，具有良好的抗高温稳定性、高温流变性能以及较低的高温高压滤失量，可满足深海高温硬岩钻探要求。

摘要:深海钻探往往伴随着高温、高压，对钻井用堵漏材料提出了新的要求。首先通过对颗粒状、纤维状和片状堵漏材料的耐高温筛选，制作了HTD-3型高温堵漏材料。然后使用DL-3A型高温堵漏评价仪器对该堵漏材料的抗温、承压和封堵性能进行了测试，利用SEM电镜扫描对堵漏材料架桥情况进行了观察和分析，最后以5%梯度浓度进行了配伍性实验。测试结果表明，HTD-3型高温堵漏材料除对钻井液密度影响稍大外，对钻井液其他基本性能影响较小，在该材料中，不同级配的颗粒状材料完成了架桥，纤维状和片状材料完成了充填，形成了强度较高的封堵墙。通过实验证明：HTD-3型高温堵漏材料不仅有着较好的抗温、承压能力，还有较好的封堵效果。HTD-3型高温堵漏材料的研制为未来深海钻探堵漏提供了一种可行的选择。

摘要:针对目前大洋钻探钻遇破碎带硬岩地层复杂情况，在总结国内外破碎带地层钻探施工中的主要技术难点与对策的基础上，结合现场施工中的实际情况，分析施工中经常遇到的破碎带地层特点，提出了应用化学凝胶技术解决破碎带地层井下复杂问题的新思路。提出了适用于不同地层温度的化学凝胶体系基本配方，通过正交试验设计，优选出了最佳体系配方，形成一套完善的适合深海钻探用高温树脂凝胶护壁作业规程。

摘要:海底硬岩是世界大洋钻探实现“莫霍钻”目标必然钻遇的地层。世界大洋钻探实施的航次中已多次钻遇海底硬岩，不仅采获了岩心样品，也在钻进施工中发现了诸多问题。本文搜集了近年来世界大洋钻探实施的309、312、335、360和384等有关海底硬岩钻探航次的资料，在对航次情况简要介绍的基础上，重点阐述了目前海底硬岩钻探在钻头、井壁稳定以及取心工具等方面遇到的挑战以及采取的应对措施，并对今后海底硬岩钻探的发展进行了展望。

摘要:近年来，在全球能源转型的大背景下，高温地热发电得到世界各国极大的重视，前景广阔。要实现对高温地热能源的开采，采用的钻井技术是关键。北美从20世纪50年代开始，对地热能源商业化开采、并用以发电的技术进行了持续性的研究和试验。在高温硬岩地热钻井技术上形成了完整的体系，比如高温地热井设计与井筒完整性技术，高温、超高温坚硬岩石钻头设计与生产技术，高温井底动力钻具，高温井下测量工具，高温泥浆与堵漏技术，高温水泥浆体系以及高温井控技术等。本文结合作者在国内地热井钻完井及北美地热井的工作经验，概要介绍北美的地热钻井技术现状、地热钻井技术难点以及与之相关的关键技术。

摘要:为揭示固体开采形成的采空区对CO₂置换开采天然气水合物置换效果的影响，开展了含采空区储层与完整储层的CO₂/N₂置换开采不同天然气水合物饱和度对比实验研究。结果表明：对于水合物饱和度分别为30%和45%的试样，含采空区储层较完整储层的CH₄置换率分别提高了5.5%和9%，单位体积CO₂封存量分别提高了26.5%和39.8%。采空区的存在提高了置换介质与天然气水合物的摩尔比率，从而提供了更高的置换驱动力；且在较高水合物饱和度试样中采空区还会提高置换介质的扩散作用，导致含采空区储层的置换效果好于完整储层。因此，在固体开采后进一步进行CO₂置换开采，可以提高置换开采效率，同时有助于碳封存与地层稳定，是一种潜在的海域天然气水合物安全、绿色开采模式。

摘要:随着能源消费持续升高，常规资源无法满足日常需求，进行深井钻探显得尤为重要。然而，井底深部高温带来的钻井液粘度增加、流变性变差等问题，致使降粘剂成为不可缺少的钻井液处理剂之一。降粘剂主要通过拆散或阻拦粘土颗粒间形成网架结构，从而达到降低钻井液粘度、改善流变性的目的。结合相关研究文献，综述近十年来国内钻井液降粘剂的研究现状，介绍了3大类降粘剂：合成聚合物类、改性天然材料类、利用工业废料制备降粘剂。针对目前存在的问题，指出未来应从分子结构设计层面研发低成本、环保、适用于高温高盐高密度钻井液的降粘剂，同时注重工业废料的利用，积极与现场应用相结合加快成果转化。近年来，合成聚合物类降粘剂研究量居多、发展最迅速，本文着重介绍了此类降粘剂的发展现状及应用前景。

摘要:结合东乘公麻金矿区地层特性和高原冻土环境实际，钻进过程中存在冻土地层融化、孔壁膨胀崩塌、钻孔越打越浅、岩心采取困难、钻孔冻结等技术难题。通过对钻探施工设备、施工工艺和施工管理进行研究和分析，重点研究了低温冲洗液性能对钻进过程的影响。通过正交试验对冲洗液配方在-5 ℃条件下对比，优选出抗低温、散热系数小、粘度适中、滤失量低的最佳配方，有效解决了高原冻土地层钻进技术难题。在CZK031和CZK4821两个钻孔进行现场应用，冲洗液对孔壁保护较好，未发生孔壁坍塌掉块和孔内冻结事故，取得了较好的施工效果。低温冲洗液配方的研究应用，对其他地区高原冻土地层施工具有参考意义。

摘要:结合我国地下新型能源勘探工作的重大需求，开展了“5000 m新型能源勘探智能钻探装备与技术”的研究，取得了5000 m多功能交流变频电动钻机、多参数孔底自动监测装置、高温环保泥浆及泥浆性能自动测量装置、取心和无心钻进不提钻互换钻具等系列成果，填补了国内空白，推动了新型能源深部钻探技术向智能化方向发展。

摘要:过激的振动频率将损坏钻具、影响效率、甚至造成井下事故，因此有必要对井下钻具的振动频率进行实时测量。本文基于摩擦纳米发电机提出了一种耐高温的井下振动传感器，该传感器不仅具有振动测量功能，也具有发电功能。当该传感器测量振动频率时，试验显示其测量范围为0~8 Hz，测量误差<4%，信噪比高，抗干扰能力强，且输出信号幅值与传感器和振动源的距离成反比。当该传感器用于发电时，试验显示振动频率越高其发电量越大，其在8 Hz工况下的输出电压、输出电流和输出功率分别为70 V、12 ×10^-7 A和4.2×10^-5 W，展示出了其作为井下分布式发电机的潜能。此外，该传感器可在温度<180 ℃以及相对湿度<90%的环境下正常使用，具有很强的适应性。

摘要:近年来国内外开展的救援钻孔实践推动了矿山和地下工程应急救援技术的发展，探索出的“小直径生命保障孔+大直径救生孔”模式是进行矿山和地下工程灾害救援的一种有效途径。本文以矿山灾害救援地面生命保障孔钻井工艺为主线，分析了小直径生命保障孔井身结构设计和套管选用方法；分别介绍了泥浆正循环钻进工艺和空气潜孔锤正循环钻进工艺，并以山东栖霞笏山金矿生命救援孔钻进实例分析了当前生命保障孔钻井工艺难点。依据轨迹设计理论，针对笏山金矿救援3号生命保障孔出现的偏斜问题，创新提出了超短距离螺旋纠偏技术，并取得了良好的应用效果，为后续生命保障孔施工积累了宝贵经验。

摘要:粤港澳大湾区狮子洋主航道地质勘察无法采用垂直点状钻探勘察施工，为此采用水平孔勘察方案，设计了一个特大水垂比大位移科学钻孔。该孔设计孔深940 m，取心靶点14个，靶区半径5.0 m，水平段长380 m，垂深60 m，水垂比14，是国内单孔作业靶点最多、水垂比最大的钻孔之一。研究制定了一套多靶点定向钻进、水平螺杆马达原状性取心、地质录井和存储式钻杆输送测井的综合勘察技术，在水利水电勘察中首次应用，取得了良好的效果。该孔完钻孔深936.20 m，中靶率85.71%，其中，取心进尺81.70 m，机械钻速2.38 m/h，岩心采取率89.84%，精准实现了洋底主航道的地质超前预报，大幅度减少了勘察孔数量，降低了环境破坏，提高了勘察效率，保证了地质资料的连续性和可靠性，是一项值得在隧道勘察中推广使用的先进技术。

摘要:在滑坡防治大直径桩孔施工过程中，快速钻进是治理成功的关键。因此选用合适的钻进机具与工艺极其重要，而气动潜孔锤因钻进效率高被广泛应用。气动潜孔锤钻进过程中，通过钻头底部球齿对岩石进行切削，达到高效碎岩目的，但球齿在破碎岩石过程中若冲击功选用不恰当，会导致能量损耗增大、球齿磨损较快、钻进效率低等问题，因此选用合适的冲击功进行碎岩具有重要意义。本文采用ABAQUS软件对单个球齿冲击岩石的过程进行了数值模拟，并进行了冲锤自由落体冲击实验，分析?19 mm的球齿在不同冲击功条件下的碎岩机理、破碎面积的变化规律。结果表明球齿碎岩机理分为3个阶段：弹性变形、压裂、体积破碎，且当球齿以30 J冲击功钻进花岗岩时，可有效降低能量损耗与提高碎岩效率。

摘要:冲孔灌注桩虽然在各类地层都具有广泛的适用性，但是在复杂地质条件下，极易发生偏孔。结合某高层建筑冲孔灌注桩施工中频繁偏孔的情况，对冲孔过程中的偏孔问题进行全面分析研究。以桩孔纠偏预防为目标，从应对孤石和斜硬岩层2个方面来针对性进行研究，应对孤石时，合理控制钻头、冲程及冲孔频率；应对斜硬岩层时，研究了钻头增厚硬质合金块改进技术。经现场应用，有效地避免了偏孔的产生。