深部地质岩心钻探需要进一步创新岩心钻探技术,吸收石油深井钻井理念,通过多学科融合,充分利用现代设备和工艺条件,来提高深部地质岩心钻探的质量和效率。
《深部岩心钻探关键技术/深部钻探系列丛书》立足于深部岩心钻探技术,主要总结了我国典型科学钻探工程的关键技术,研究了深部岩心钻探的技术前沿问题,分析了深部钻探对设备机具、钻井结构、工艺技术等方面的要求,系统归纳了深部钻探的关键技术,旨在促进读者对深部地质岩心钻探的认识和了解,扩大钻井工作者的知识视野,激发钻井工作者的创新意识,同时借鉴典型深部钻探工程的技术经验,为深部地质岩心钻探贡献智慧和力量。
《深部岩心钻探关键技术/深部钻探系列丛书》共分为四章,第一章总结了深部钻探的国内外技术现状、难点问题和深部钻探的意义;第二章以工程案例形式,对我国典型的科学钻探工程和深部探测项目SinoProbe-05的钻探关键技术进行了总结和概括,内容包括各工程的目标任务、钻探装备、工艺技术和成功经验以及失败教训等。第三章是《深部岩心钻探关键技术/深部钻探系列丛书》的重点,归纳总结了深部钻探的关键技术,对深部钻探设备的选型方法、钻井结构的设计方法、钻探工艺技术方法、测斜和控斜技术、泥浆技术、测试技术进行了探索研究。第四章对深部岩心钻探工程管理和深孔井内事故预防与处理进行了研究。
《深部岩心钻探关键技术/深部钻探系列丛书》是结合多年的钻探教学、科研成果和现场经验完成的,集成一些新技术,对深部岩心钻探的关键技术进行了深入探索。适宜于广大钻井专业研究生、钻进技术工作者阅读,也对深部岩心钻探工程的实施具有参考和借鉴意义。
“嫦娥奔月、神舟飞天”,航天技术开辟了通往宇宙星际的大门,与之相呼应的“入地”钻探技术是直接观测地球陆壳的“伸入地球内部的望远镜”,是传统地质向地球科学发展的“钥匙”。“地下资源是要用钻探进尺来换取的”,近年来,世界资源和矿产的探采呈现深度不断加深的态势,深部钻探技术因之而被广泛关注。为保障国家能源安全,向地层深部进军,向深层要储量,发展地球科学和钻探技术对发展社会经济、改善人们的生活意义重大。
由于深部岩心钻探取心要求高,钻遇地层压力系统较多,地层条件复杂,如硬、脆、碎、涌、漏、坍塌、缩径以及井下高温和高压力等各种因素都存在,井壁稳定性风险大。同时,深部地层岩石可钻性差,轨迹难以控制,取心量大,钻机负荷大等。可以说,深部钻探是一项复杂的系统工程,特别是超深井钻探,其经济和技术上有很大的风险性。因此,深部钻探不仅代表一个国家的钻探水平,更代表了一个国家的综合技术和经济实力,特别是深井、超深井钻井技术是一个国家综合实力的体现,是地球科学和工程宏技术的融合。
深部地质岩心钻探需要进一步创新岩心钻探技术,吸收石油深井钻井理念,通过多学科融合,充分利用现代设备和工艺条件,来提高深部地质岩心钻探的质量和效率。本书立足于深部岩心钻探技术,主要总结了我国典型科学钻探工程的关键技术,研究了深部岩心钻探的技术前沿问题,分析了深部钻探对设备机具、钻井结构、工艺技术等方面的要求,系统归纳了深部钻探的关键技术,旨在促进读者对深部地质岩心钻探的认识和了解,扩大钻井工作者的知识视野,激发钻井工作者的创新意识,同时借鉴典型深部钻探工程的技术经验,为深部地质岩心钻探贡献智慧和力量。
本书共分为四章,第一章总结了深部钻探的国内外技术现状、难点问题和深部钻探的意义;第二章以工程案例形式,对我国典型的科学钻探工程和深部探测项目SinoProbe-05的钻探关键技术进行了总结和概括,内容包括各工程的目标任务、钻探装备、工艺技术和成功经验以及失败教训等。第三章是本书的重点,归纳总结了深部钻探的关键技术,对深部钻探设备的选型方法、钻井结构的设计方法、钻探工艺技术方法、测斜和控斜技术、泥浆技术、测试技术进行了探索研究。第四章对深部岩心钻探工程管理和深孔井内事故预防与处理进行了研究。
本书的撰写得到了中国地质大学(武汉)、中国地质科学院地球深部探测中心、中国地质调查局勘探技术研究所、核工业北京地质研究院、山东省第三地质矿产勘查院、安徽省地质矿产勘查局313地质队和中国地质装备集团有限公司等单位的支持。主要撰写人员有胡郁乐、张惠、王稳石、吴翔、朱恒银、杨凯华等。刘晓阳、陈师逊、郑文龙、王强、朱江龙、段隆臣以及江钻技术中心王青龙等提供了大量素材,汪伟、刘乃鹏、朱旭明、张恒春、翟育峰等进行了细致的资料整理工作,同时该书得到了张晓西、贾军、朱永宜和张伟教授的指正,在此一并表示感谢!
特别感谢老领导王达为该书作序和大力支持!
本书是结合多年的钻探教学、科研成果和现场经验完成的,集成一些新技术,对深部岩心钻探的关键技术进行了深入探索。适宜于广大钻井专业研究生、钻进技术工作者阅读,也对深部岩心钻探工程的实施具有参考和借鉴意义。
本书某些特定部分引用或摘用了网上部分厂家和专业人员的产品内容或理念,在此表示衷心感谢!由于深部钻探工程的难度大,具有不确定性和挑战性,对技术的了解和理解不尽相同,可能持其他观点,在此期望求同存异,共同推进行业技术进步。
第一章 深部钻探技术综述
第一节 概述
第二节 科学深钻的意义和典型案例
第二章 深部钻探典型工程各论
第一节 深部探测SinoProbe-05专项钻探关键技术
一、钻探任务和要求
二、钻探任务完成情况及成果
三、钻探技术战略
四、钻探装备与机具
五、钻探工艺
六、钻探现场钻探数据管理
第二节 山东黄金科学钻探工程关键技术
一、工程概况
二、钻探设备及现场布置
三、钻探工艺
四、钻孔质量与经济技术指标
五、主要技术创新与成果
第三节 江西抚州科学钻探工程关键技术
一、工程概况
二、钻探设备及现场布置
三、钻探工艺
四、钻孔质量与技术成果
第三章 深部岩心钻探关键技术
第一节 深部岩心钻探设备
一、概述
二、深孔钻机技术要求
三、液压立轴式岩心钻机
四、全液压动力头式岩心钻机
五、顶驱钻机
六、转盘钻机
七、钻塔
第二节 深孔结构优化和套管程序
一、井身结构设计的依据和基本原则
二、国内深井套管和钻头系列
三、国外深井套管和钻头系列
第三节 深部钻探取心技术
一、概述
二、深部岩心钻探取心技术
第四节 深部岩心钻探工艺技术
一、概述
二、钻探工艺技术的选择
三、螺杆钻具井底动力钻进
四、涡轮钻具井底动力钻进
第五节 深部钻探测斜和控斜技术
一、测斜技术
二、控斜技术
第六节 深部钻探泥浆技术
一、深井钻进泥浆面临的挑战
二、高温泥浆
三、高密度泥浆
四、饱和盐水泥浆
五、高密度饱和盐水泥浆
六、深孔绳索取心泥浆
第七节 深部钻探钻头和钻杆技术
一、技术现状
二、深孔钻进钻头选择
三、深部钻探常用钻头设计思路
四、深井钻杆
第八节 深井钻探参数检测技术
一、地表钻井参数
二、井下钻井参数
三、高温井下参数测量技术
……
第四章 深部岩心钻探管理与事故风险控制
参考文献