浅谈煤层气井绳索取心技术.doc
绳索取芯钻探技术浅析
290绳索取芯钻探技术浅析杨少峰（新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局第四地质大队，新疆 阿勒泰 836500）摘 要：近年来，随着科学技术的不断提升，绳索岩心钻探技术的研究也不断深入，这些极大地促进了绳索取芯钻探技术的发展，相较于普通钻探技术其优势更加的明显，并在岩心钻探施工中得到了广泛的应用，发挥着巨大的作用。
特别是在复杂地层中，绳索取芯钻探技术打破了常规钻进难以达到的效果，大大提升了钻探的工作效率与质量。
下文结合实践对绳索取芯钻探技术进行探讨与分析，希望能为地质勘探中绳索取芯钻探技术的应用提供参考。
关键词：地质钻探；绳索取芯钻探；钻进工艺中图分类号：P634 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2019）03-0290-2收稿日期：2019-03作者简介：杨少峰，男，生于1986年，汉族，河北邢台人，本科，中级，研究方向：深孔施工工艺和泥浆护壁。
当前经济发展形势飞快，国民经济快速增长，对矿产资源的需求日益扩大，能源紧张形势不断加剧，国家也在积极开展新一轮的矿产地质勘查工作，加大能源开发力度来缓解当前能源紧张局势。
而在矿产地质勘查中，钻探技术是重要的技术支撑，是开展地质勘察的重要技术手段。
特别是绳索取芯钻探技术在地质勘查中有着非常广泛的应用。
所谓绳索取芯钻探技术，是在钻探过程中不用提钻，而是从钻杆内提取岩心的一种先进的钻探方法，该技术方法与普通的钻探技术而言，有着很大的技术优越性，不仅钻进效率非常高，而且结构简单，能够更好地保证岩芯质量，避免岩芯长时间浸泡，延长钻头的使用寿命，降低劳动强度。
因此，地质勘探中绳索取芯钻探技术得到了广泛的应用。
然而，面对复杂地质构造条件的地层进行钻探施工，经常会遇到漏失、涌水、水敏性地层与矿层的坍塌等问题，对绳索取芯钻探技术的自效率与质量造成很大影响，不利于该技术工艺性能的发挥。
为此，结合实践，从以下几个方面对绳索取芯钻探技术进行探讨与分析，旨在促进绳索取芯钻探技术顺利高质量的完成施工任务，创造更大的经济效益[1-3]。
煤层气参数井绳索取心施工工艺
２０ ０８年第 ２期
探 矿工 程 （ 岩土 钻掘 工程 ）
１ ９
煤 层 气 参 数 井 绳 索取 心 施 工 工 艺
颜 丙宏 夏 宗清 崔 玉朝 孙海 霞。 ， ， ，
（． １ 山东省煤 田地 质局第 四勘探 队， 山东 潍坊 ２ １０ ２ 山东省煤 田地质 局勘察 研究 院， ５ ２０； ． 山东 泰安 ２ １０ ３ 山 ７ ５０； ． 东冶金技 术学院， 山东 济 南 ２ ０ １ ） ５ ０ ４
３ ２ 钻探 工艺 和钻 具选 择 ．
经 验 的基础 上 ， 根据 新 的勘探 规 范要 求 ， 贵州 省织 在 金 县 牛场 勘 探 区进 行 了煤 层 气 参 数 井 的设 计 和 施 工 ， 得 了一定 经济 和 技术 效果 。 取
１ 勘 探 区地 层 情况 简述
在 钻 孔 中采 用 封 隔 器密 封 设 计 测试 层 位 ， 隔 封
者变 更试 验煤 层 。
量 单 位 １Ｌ 钢丝 绳 绞 车 １台 ， ； 电动 机 功 率 ５５ｋ ． Ｗ， 钢 丝 直径 ２２ｍ 最 大使 用 深 度 ２０ 井 口阀门 ． ｍ， ００ｍ； ２个 ； 压力 表 、 高压管 线 等 。 （ ） 下工 具 。井 下 工 具 及 附 件选 用 优 质 国产 ２井 及 部分 进 口设 备 ， 均采 用 Ａ Ｉ 准 ， 下 工具 及附 件 Ｐ标 井 为 ： Ｕ ％ × ． ３油 管 ， 径 ６ ． Ｅ２ ４８ 外 ０ ３ｍｍ， 级 Ｎ ０ 钢 ８，
Ａ Ｉ 准， Ｐ标 内容 积 ０ ２ １ｍ ／ ０ 日本产 ； 径 ２ ．０ 。 １０ｍ， 外 ％
２２ 煤 层气 测试 技 术要 求 ． 进 行钻 孔 中 目的煤 层 的注 人／ 降 测 试 和 原 地 压 应力测 试 ， 目的是获 取 所测 煤 层 的可 靠 的储 层 参 数 ， 包 括煤层渗 透率 、 储层压 力及压 力梯 度 、 皮 系数 、 表 调
绳索取芯金刚石在煤田钻探钻进工艺的分析
绳索取芯金刚石在煤田钻探钻进工艺的分析摘要煤田勘探大多都是取芯钻进,绳索取芯钻探是一种不提钻而由钻杆捞取岩芯的先进方法,其结构简单钻进效率高岩煤芯质量好,劳动强度低等。
介绍提高钻探绳索取芯钻进工艺的基本要点和使用方法。
关键词钻头的质量;绳索取芯;钻具;低固相优质泥浆1金刚石绳索取芯的基础取决于钻头的质量钻头是钻进的主要工具,钻头的好坏直接影响钻进效果。
因此钻头是在钻进工艺的基础。
而绳索取芯钻进工艺对钻具钻头要求严格,特别注意以下两个方面的问题:1)要保证钻具钻头的加工质量,金刚石钻头的制做方法较多,工艺复杂质量指标多,要求严格。
2)要有质量好的金刚石。
金刚石的质量是金刚石钻头制造在中最重要的因素之一,它的好坏直接影响钻头的性能。
金刚石有着各种不同的特征,其中形状及表面状态可以肉眼鉴定。
一般呈圆形或浑圆形且表面光滑的金刚石适合于钻探用。
因此,生产单位没有更多的测试手段。
3)要绝对保证钻头胎体与钢体之间的粘结强度,在孔内正常情况下钻进,不能出现“掉环”现象。
4)胎体部分不应该有裂纹,包括横纹和竖纹,特别是横纹绝对不能有,以免在钻进过程中出现胎体掉块的现象。
5)要保证钻头内径、外径的公称尺寸,在允许误差范围之内。
6)要正确选择钻头的类型。
金刚石钻头的种类很多,就金刚石选料来说有人造金刚石钻头和天然金刚石钻头之分;就金刚石的粒度来说也有很多级别,就镶焊形式来说有孕镶钻头和表镶钻头之分,选用钻头,必须根据本地区,本单位的地层情况,设备条件和工艺水平而定。
所以选用人造孕镶金刚石绳索取芯钻头,使用效果不错。
2煤田钻探金刚石的必要条件性能取决于可靠的绳索取芯钻具取芯数量多,岩煤芯直径大是煤田钻探地质要求的特点之一。
而每个回次取芯的成败金刚石钻进是否能够正常进行的关键。
以前钻进工艺主要是采用单管取芯问题不少,如取芯成功率低,可靠性差,经常出现岩芯采不上来和岩芯中途脱落的现象。
这不仅影响钻头的使用寿命,而且增加不少的辅助时间。
绳索取芯施工技术
绳索取芯钻探在复杂地层矿区施工技术措施彭步涛（福建省121 煤田地质勘探队，福建龙岩364021 ）摘要：该文主要论述了绳钻技术在复杂地层煤田勘探矿区中研究应用情况及取得的效果，即从钻孔结构冲洗液技术、护壁堵漏技术、钻具配套及硬岩钻进等方面进行了有效的探索和应用，对类似矿区施工具有较强的实践性和指导意义。
主题词：绳索取芯钻探技术; 施工措施; 含煤矿区复杂地层“科学技术是第一生产力”。
这是邓小平理论对马克思主义科技理论的重要贡献，在这一理论的指导下，我国的科学技术水平出现蓬勃发展的局面。
作为煤田地质勘探专业队伍的福建省121 煤田地质勘探队，从上个世纪八十年代中期为加快勘探步伐，缩短勘探周期，依靠科技进步，积极推广应用绳索取芯金刚石钻进技术（以下简称绳钻技术）；经过二十多年的努力和探索，使绳钻技术不断完善，钻进效率和勘探质量明显提高。
二十二年来累计完成钻探进尺48.4 万米，在闽、云、贵、川等省份探明煤炭储量50 余亿吨，为当地的经济建设做出突出贡献。
通过多年对该技术的研究和应用，使福建省121 队的钻探技术竞争力不断提高，绳钻技术应用水平达到国内领先。
1 含煤田地层的基本特点煤田勘探施工的主要区域分布在福建、云南、贵州、四川等省份。
福建煤田地质主要勘探对象见三叠纪童子岩组，童子岩组之上由翠屏山组所覆盖，为非煤系地层，主要岩层见泥岩、粉沙岩、细粉砂岩和中粒沙岩。
云、贵、川主要含煤地层为二叠系上统龙潭组，主要岩性以粉砂岩、细砂岩、泥质砂岩、粉质泥岩为主，而覆盖其上部的三叠系个旧、永宁镇组以灰岩为主。
福建省121 队煤田勘探矿区按钻探施工技术要求，有如下几个特点：（1 ）钻孔漏失严重为主要特点。
特别是永宁镇组、个旧组中的石灰岩溶洞发育，溶洞最大达20 米。
童子岩组的风化带和断层破碎带也是主要漏失区，属裂隙裂缝性，有时也出现小溶洞，并有地下水活动。
另外，由于绳钻工艺环空间隙小，泵压损失大，常使地层失去平衡以致诱发漏失。
绳索取芯技术在煤层气井古1井的应用
１ ｉ ｎ ｅ ｃ ｏ ｉｎ ｒ ｇ ｔ ｏ ｏ １ ．Ｃ ｏ ｅ ｒ ｒ ｅ ｃ ｏ ｖ ｅ ｙ ｒ ｐ ｅ ｒ ｃ ｅ ｎ ｔ ｇｅ ａ Ｗａ ｓ ｍｏ ｅ ｒ ｔ ｈ ｎ ａ ８ ２ ％． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ｗｉ ｒ ｅ ｌ ｉ ｎ ｅ ｃ ｏ ｉ ｒ ｎ ｇ ｃ ｏ ａ ｌ ｂ ｅ ｄ ｃ ｏ ｒ ｅ ｅｃ ｒ ｏ ｖ ｅ ｒ ｙ ｒ ａ ｔ ｅ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ｌ ａ ｐ ａ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｗｅ ｌ ｌ Ｇｕ ｌ
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提高煤矿中绳索取心钻进效益
提高煤矿中绳索取心钻进效益摘要绳索取心钻进技术作为重要的勘探手段已经在煤矿勘探中做出不小的贡献。
本文针对此技术在煤矿中的效益问题做一些简单阐述。
先从整体概述了绳索取心钻进技术,包括绳索取心钻具、工作原理、其存在的问题及参数确定这几个方面;然后着重讲述了如何提高煤矿中绳索钻进效益及操作时的注意事项;最后针对如何提高绳索取心技术得出结论并提出一些建议。
关键词绳索取心煤矿勘探钻进效益1951年美国长年公司发明了绳索取心钻进技术,其最先应用于岩心钻探和矿床勘探。
随后,绳索取心钻进技术获得巨大的经济效益。
从而成为了重要的勘探技术。
1979年我国开始起步应用绳索取心钻进技术并在煤田系统得到了很好的发挥与应用。
所谓绳索取心钻进技术,它是一种不用提钻而能直接取得岩心的先进钻进方法。
与传统钻进技术相比,具有提高钻进效率、降低工程成本、提高岩心采取率、钻进效率高、地质效果好、钻进成本低、减少孔内事故等优点。
然而笔者认为其效益,尤其是在煤田钻进中有待进一步提高。
本文就是针对提高煤田中绳索取心钻进技术的几点进行简单叙述,以期提高其经济效益。
1绳索钻具及其存在的效益问题1)双管和打捞器共同组成绳索取心钻具。
①双管部分:打捞机构;弹卡机构;悬持机构;到位报信机构;岩心满管或堵塞报信机构;调节机构;缓冲机构;单动机构;容纳与卡取岩心机构;扶正机构。
②打捞器部分:打捞机构;绳卡机构;送人机构;安全脱卡机构;绳索取心钻杆;绳索取心钻头。
实现绳索取心钻进技术主要有三个技术要点:①性能良好的钻杆,取心用双层(或三层)岩心管。
绳索打捞器及其附属工具;②对岩层适应性强的金刚钻头;③具有性能良好的钻机和泥浆泵。
2)绳索取心经济效益问题。
绳索取心钻具从结构上看比单动双管钻具更臻合理更完善,其每级间隔也比较合理,它的到位和岩心堵塞报信机构使用比较灵敏方便,在易斜地层使用时,其防斜效果较为明显。
但在使用过程中也有不足之处,从而影响了绳索取心技术的经济效益。
绳索取芯钻探技术浅析
绳索取芯钻探技术浅析【摘要】“绳钻”技术，被广泛应用于岩芯钻探。
随地质勘探钻孔深度的不断增加，以及起下钻占辅助作业时间的逐渐增大，严重影响整体钻进效率。
因此，绳钻技术在地质勘探中得到广泛应用。
【关键词】地质钻探；绳索取芯钻探；钻进工艺引言随着我国国民经济的发展，矿产资源供需形势严峻。
全国开展了新一轮地质矿区勘察工作。
钻探是深部找矿最基本的重要手段和技术方法。
所谓绳索取芯钻探，是不提钻而由钻杆内捞取岩心的先进钻进方法。
具有结构简单，钻进效率高，岩芯质量好，岩芯浸泡时间最短，钻头寿命长，劳动强度低等特点。
对于地质构造多变、地层条件复杂的钻孔，施工中常遇漏失、涌水、水敏性地层与矿层的坍塌等问题，严重影响绳索取芯钻进工艺性能的发挥。
1 设备选择1.1 配套三级绳索取芯钻具地质勘探中，搞好绳索取芯钻具三级配套，是解决地质勘探过程中复杂水敏性地层严重塌掉块、涌水、漏失等问题，实现安全高效钻进最有效的方法。
三级配套，是指S95钻具、S75钻具、S59钻具配套使用。
在钻进矿区地层之前，用S95钻具穿过复杂层下Φ89 mm技术套管（扣型为反扣，套管为外丝，接头为内丝），换S75+2绳索取芯钻具钻进至终孔。
如S75+2绳索取芯钻具再遇较大漏失或坍塌难以处理时，则以Φ71mm为套管换S59绳索取芯钻具钻进至终孔。
1.2 附属机具配置由于绳索取芯钻进是满眼钻具环状间隙小，对冲洗液的质量有较高要求，所以，现场必须配泥浆搅拌机，且能在钻孔漏失情况下，满足不停止钻进配置泥浆的需要。
深孔或超深孔（1000～1500m以上）施工，应采用新钻杆或加强型钻杆以提高钻杆的密封性与强度；采用加强型夹持器和双滑车系统与其配套，以达到预防与减少孔内事故，实现安全高效钻进目的。
各类机械配件及泥浆材料等为钻机提供可靠后勤保障，减少停待料时间提高生产效率。
2 钻进工艺及参数选择2.1 钻孔结构的设计应根据钻孔目的、孔内岩层及可能遇见的复杂情况、钻孔深度和终孔孔径等因素来设计钻孔的孔身结构。
煤田地质钻探中绳索取心钻进技术与装备的几点探讨
煤田地质钻探中绳索取心钻进技术与装备的几点探讨摘要：近年来，我国对煤田资源的需求不断增加，绳索取心钻进发展非常迅速，在钻探工作中所占的比重越来越高，得到普遍推广。
钻进效率与取心质量逐年提高，已成为当今钻探生产中重要的取心钻进方式。
主要研究绳索取心钻具的技术要求，钻杆、附属设备及其工具等问题。
关键词:煤田地质钻探;绳索取心钻进;技术;装备引言为了充分发挥无固相钻井液在深部绳索取心钻探中的优势，并提高其防塌、处理井内垮塌以及应对多种污染物的能力，在室内开展了基于聚乙烯醇为抑制剂，以XC为流型调节剂的一种无固相防塌钻井液室内研究。
1取心工艺该类地层采用常规绳索取心技术和提钻取心技术进行施工时，泥浆容易将砂砾直接冲刷掉，无法取出岩心样品，而且采用提钻取心技术钻进提取岩心时钻孔立刻出现垮塌，无法成孔，出现反复取垮塌岩心的现象。
跟管钻进能够解决成孔困难的问题，其关键点在于跟管钻头的设计，要求采用耐高温硬质合金，硬质合金厚度与钻具厚度保持一致，确保后续跟管钻进能够顺利进行。
因地层特别容易垮塌，外层套管在遇到一定阻力之后就停止向下跟管，以防钻头磨损严重甚至掉齿，造成提钻换钻头而跨孔的风险。
当无法向下钻进后采取小口径钻具穿过外层套管钻取内部岩心，当小口径钻具超过外层套管0.5~1m后及时跟进外层套管，以防超前钻进太多，提钻取心后钻孔垮塌，下个回次无法取得新鲜的岩心。
无水干钻提钻取心技术能够解决岩心因泥浆冲刷而丢失的难题。
采用短钻具+Ø50mm钻杆，采用小回次、勤起钻、勤换钻头的方式进行干钻施工。
由于钻进过程中没有泥浆对钻头的冷却，不能使用容易烧钻的金刚石钻头，只能选择耐高温的硬质合金钻头。
在钻进过程中对操作者要求较高，如果把控不好，取不出岩心，如果干钻时间过长，钻头出现烧结和掉齿，严重影响钻头使用寿命，因此采取小回次钻进，通过勤起钻的方式来解决钻头冷却问题。
因钻头磨损和掉齿较为严重，外层套管尽量不做强力跟管，采用勤换掏心方式进行跟管钻进。
煤层气绳索取心工艺浅谈
煤层气绳索取心工艺浅谈作者：王立峰李忠生来源：《价值工程》2013年第29期摘要：本文主要介绍了以WH-B型煤层气绳索取心工具为主的煤层气取心工艺，在大量实践基础上，总结出低钻压、低转速、低排量的钻井技术参数，能够满足大部分煤层气井的取心要求。
同时介绍了该技术在山西沁水地区施工中的应用及效果。
Abstract： This paper introduces the WH-B-type wire line coring tools based CBM coring process. Based on a lot of practice， the paper finds out that low WOB， low-speed， low-emission drilling technology parameters which meet the coring requirements of large part of CBM well， also introduced the application and effect of construction technology in Qinshui area.关键词：煤层气井；技术要求；绳索取心；钻井工艺；效果Key words： CBM wells；technical requirments；wireline coring；drilling technology；effects中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）29-0096-020 引言煤层气也叫“瓦斯”，它是伴随煤的形成过程中，经厌氧菌分解而生成，并吸附在煤层之中的自储式天然气体。
我国的煤层气资源总量比较丰富，总量约为31.46万亿立方米，除俄罗斯、加拿大两国之外，我国是国际上排行第三煤层气储量国。
目前，我国煤层气勘探开发工作经过了多年的发展，在煤层气地质理论、勘探开发技术、商业化产能建设等方面取得了突破性进展。
煤层气深井绳索取芯技术探讨
Ｎ ．４３ｗ ｌ Ｔ ｎｓａ ｏ ｇａｉ ｏ １－ ａｄＮ ．８３ｗ ｌ ｈ ｕ ｏ ｕ ｄｔｅｆ ｔ ｓｏ ｗ ｌｄｉｉｇ ｏ２ — ｅ ， ａｇｈｎＳｎｊｙ ｇＮ ．０３ ｎ ｏ １－ ｅ ，ｔ ａｔ ｒ ｏｎ ｃ ｒ ｆ ｅ ｒｌ ｌ ｉ ｎ ｌ ｅ ｈ ｆ ｈ ａｏ ｌｎ
认 真研究 施工 方案 ，因地 制 宜 的做好 这 些工作 ，才
能提 高 绳 索 取 芯 的 钻进 效 率 、保 证 质 量 ，降低 成 本 、提高 经济效 益 。本文 以河北 大城 ２ ４—３井 煤层 气井 施工 情况 为例对 深井取 芯技 术进 行探 讨 。
作 者简 介
徐 培 远 ，男 ，河 南 省煤 田地 质 局 河 南 省 煤 层 气 钻 井 工 程 技术 研 究 中心 主任 。
下统唐 家 庄 组 、大 苗庄 组 ，石 炭 系上 统 赵 各 庄组 。 目的煤 层 为 二 叠 系下 统 唐 家 庄 组 、大 苗 庄 组 ５ 、 ７ 、８ 、９ 煤层 、石炭 系上统 赵各 庄组 ｌ 煤层 ， ２
施工 设计 对 目的煤层 以及 顶底 板进行 取芯 。
广泛 用于 煤层气 参数 井施 工 中 ，绳 索取 芯钻探 不仅
２ ４
表 １ 地 层分 界 预 测 表
中 国 煤 层 气
第３ 期
３ 钻 具 组合
视 厚 度
（） ｍ
５９７ ｌ． ５
Байду номын сангаас
地层 单 位 系 统 组
测 井 分层 数 据 底 界 深 度
（ ｍ）
合理 的使用 绳索取 芯进行 钻进 ，不但 能提高效 率 而且节 约成本 ，一般煤 层气参 数井 的成孔直径 为
＇ １ ．ｍ ｂ ５ ９ ｍ，绳索取 芯钻具 常 选 用 ＇２ ｍ 钻杆 ，钻 ２ ｂ ７ｍ １
绳索取芯钻探技术浅析
绳索取芯钻探技术浅析摘要：随着科技的进步，在我国的钻探行业中，绳索取芯技术也取得了较大的进步，具有安全系数高，钻探效率高，和能量消耗的优势，其应用范围也更加广泛。
促进了钻探工程工作效率的提高和钻探质量的提升。
关键词：绳索取芯；钻探；技术引言绳索取芯钻探以其少起大钻增加纯钻进时间，提高钻进效率，降低劳动强度的特点，在地质资料收集中起到了重要的作用，并在岩心钻探项目中成为常用的技术。
该技术在钻进较硬岩层（如白云岩、石灰岩），表现出了极佳的效果，具有较高的效率。
如何在复杂的地层条件下有效利用绳索取心钻进技术在钻探施工的实际过程中，结合钻探现场的施工情况，提高钻探效率与钻探质量、安全，具有重要意义。
1绳索取心技术的实际应用范围在我国，绳索取心钻探技术的发展较晚，与一些先进的发达国家相比，绳索取心钻探的综合效率和使用寿命存在差异。
然而，在众多钻探专家学者的不懈努力下，我国绳索取心钻探技术取得了很大的进步。
绳索取心钻探技术已广泛应用于岩矿勘探，工程地质勘探，水文水资源工程地质勘查等实际工程中。
目前，我国绳索平均月效率可达600m~1000m，平均工作效率可达7m/h~10m/h。
在正常情况下，钻杆的综合使用寿命超过20000m。
然而，大量国内钻探的实际施工经验表明，使用绳索取心钻探技术后，并非所有钻探项目都能获得满意的效果。
在岩石的钻探中，应该综合考虑钻探条件，比如钻孔深度，钻头质量水平和绳索取心钻具及辅助设备等因素。
根据现场条件以及投资成本，合理选择钻探技术。
绳索取心技术，从理论上讲适合各种岩层条件，应用范围比较广泛。
绳索取心技术适合于4级~9级岩层，钻探效率及质量、安全都有一定的保障。
但是，就我国目前的钻探施工技术水平来说，不建议采用绳索取心技术进行10级~12级凿岩施工。
特别是当岩层是非常坚硬的岩层，如果采用绳索取心技术，密度大，颗粒细小，在上述岩层条件下，钻头打滑，钻速效率也相对较低，不能充分发挥绳索取心钻孔技术的优势，造成钻探效率、质量下降。
浅析煤矿井下绳索取芯钻探技术应用效果
第 ６期
王山海
煤层气参数井绳索取芯工艺技术
三、绳索取芯技术要求
取芯前检查指重表、钻井泵以及其他相关钻井设备和动力设备，确保钻进时设备 运转良好，避免取芯钻进中检修设备
按设计要求处理好钻井液性能，保证钻井液性能良好和稳定 确保井眼畅通，起下钻遇阻遇卡井段必须处理正常 所有钻杆使用Φ82mm通径规通径 保证井底干净无落物，确保钻具在井内起下畅通 调整好钻具长度，保证足够的方余
煤层气参数井绳索取芯工艺技术
一、绳索取芯工具介绍
煤层气绳索取芯需要准备如下工具： （1）大水眼钻杆（钻杆通径不小于82mm） （2）取芯钻头
（3）取芯外筒
（4）取芯内筒
（5）内筒打捞器
（6）绞车
一、绳索取芯工具介绍
取芯钻头
内筒扶 正机构 取芯钻 头内部
一、绳索取芯工具介绍
取芯外筒总成
定位、悬挂部分
取芯内筒总成
调整内筒长度
原理：通过调整内筒长度，可控制内筒 底部与取芯钻头的间隙。
一、绳索取芯工具介绍
取芯内筒总成
单向阀
单向阀短节的作用：岩芯进入岩芯筒时， 岩芯筒内的泥浆可通过单向阀及上部的 水眼排出，避免堵塞岩芯。
水眼
一、绳索取芯工具介绍
取芯内筒总成
岩芯爪的作用是上提钻具时抱紧
岩芯，防止岩芯脱落。
岩芯筒部分
外筒内有一个悬挂座和一圈凹槽，用于悬挂和定位内筒，外筒外 部外径较大的部分为扶正机构。
一、绳索取芯工具介绍
取芯内筒总成
打捞 部分
定位 部分
坐挂 调整 部分 长度 机构
单向阀 短节
岩芯筒
岩芯爪
一、绳索取芯工具介绍
取芯内筒总成
和尚头
绳索取心工具与工艺技术研究
Байду номын сангаас
２０ 年 ０ 月 ０８ ２
地 质 装备
２ １
技术 措施 。为检验 煤 层 取 心效 果 ， 在辽 宁阜 新 煤 矿 进行 了两 口井 的现 场试 验 ： ９ ９年在 ＬＪ １ 取 心 １９ Ｉ 井 一 ４筒 ， 进尺 ４ ２ ｍ， 长 ３ ７ 收获 率 ８ ． ５ ；０ ０ ．５ 心 ． ｍ， ７ Ｏ ２ ０
度低 、 易碎 、 柱性 差 、 水 力 冲蚀 和 抗 摩擦 热 变 能 成 抗
（） 心直径 大 ， １煤 收获率 高 ；
（） ２ 出心速 度快 ；
（） 体散失 量少 ； ３气 （） 心成本 低 。 ４取 依 照上 述要求 ， １９ 开 始 调 研 和 设 计 ， 于 ９８年 同
从而减少或避免煤层气 的散逸， 降低取心成本 ， 提高
取心 效率 ， 轻劳 动强 度 。 减 绳 索取 心一 直是 探矿业 所使 用 的一 种非 常有 效 的勘探方 法 ， ２ 纪 ４ 自 ０世 ０年代 问世 以来 发 展 十 分 迅 速 。国外 在 ２ ０世纪 ７ 代初 将探矿 业 的绳索取 ０年 心技 术引入 我 国 ， 广为 人知 的就 是小井 眼连续 取 心 ，
措 施 ， 出 了技 术 参 数 的 技 术公 式 。 提
关键词 ： 索取心工具 绳
煤层 气 内外筒
钻井液
打捞 内筒悬挂
１ 概 述
要求 必须 使 用绳 索 取 心 工 具 。我 国 是 一 个 煤 炭 大 国 ， 层气 资 源丰 富 ， 煤 煤层 气钻 探市场 具有 很大 的潜 力， 因此绳 索取 心 工 具 将会 有 很 好 的使用 前 景 。中 原 、 北 等油 田进入 该领 域较早 ， 华 国土资 源部勘 探技 术研 究所 、 中原地 质 局 和华 北 钻 井二 公 司都 成 功地 研制 和应 用 了煤层 用绳 索取 心工具 。 国外绳 索 取 心技 术 以小 井 眼 连 续取 心 为 例 ， 其 应用 效果 非 常好 ， 墨西 哥 湾 其 岩 心 收 获率 可 达 到 在 ９ ， 还没 有用 在 煤 层 的报道 。 国内有 的文 章 说 ９ 但 煤层 收 获率 可达 到 ９ 以上 ， 在 辽 宁 阜新 查 阅工 ０ 但 程 报表 发现 ， 使用 勘 探所 的绳 索 取 心 工具 在 太 平 煤 层 上部煤 心 收 获 率 只有 ５ 左 右 ， 过 改 进 ， 部 ０ 通 下 煤 心收 获率 可达 到 ８ 以上 。 ０ 该 项 目开题 报告 预 定 的考 核 指 标 为 ： 在煤 层 试
煤层气井绳索取心钻进技术的改进
２ １２ 防 止磨损 措施 ．．
为解 决卡 簧 座 、 悬挂 环 、 环 的磨 损 问 题 ， 取 座 采
了 以 下 应 对 措 施
２０ ０ ６年我 队在 山西境 内施 工 了一 口参 数井 ＋ 生
产 井 ， 井 要 求 对 三 个 目的煤 层 及 顶 、 板 进 行 取 该 底
钻 井 液 不直 接 冲刷煤 心 柱 表 面 ， 时适 当增 加 钻 头 同 水 眼 的数 量 ， 加 了水 眼 的 总 面积 ， 少 钻 井 液 在 增 减
心 ， 通 过 对 煤 心 的 化验 和分 析 ， 并 了解 该 区 块 的 煤 层 气 赋存 情 况 ． 以此 为依 据 确定 该 区煤层 气 田的 开
发计 划
钻 头水 眼上 的压力 降 ， 以减小 对岩 煤心 的 冲刷 。
２ 取心钻进 中遇到 的问题及解决方法
２ １卡 簧座 及悬挂 环 、 环磨 损 ． 座 ２ １ １磨 损现 象分 析 ．．
１ 取 心钻 具 的选 择
本井 设 计为 煤层 气 参数 井＋ 生产 井 ．井 身 结 构 按 煤 层 气 生 产 井 设 计 ：一 开 井 径 ｑ３ １１ ｂ １． ｍｍ． 下 ｑ２ ４５ ｍ 表 层 套 管 ： 二 开 井 径 ｑ２ ５９ ｍ， ｂ ４ ．ｒ ａ ｂ １． ａ ｒ 下 １ ９ ｒ 生 产 套 管 。 在 目 的 煤 层 取 心 段 用 ３ ．ａ ７ ｍ
维普资讯
第 １ 卷 增刊 ９ ２０ ０ ７年 ８月
文章 编号 ：０ ４ ９ ７ （ ０ ７ Ｓ — ０ １ ０ １０ — １７ ２ ０ ） １ ０ ０ — ２
煤田地质勘探中的绳索取心技术探讨
如 图 ２， 打 捞 器 的升 降 由专 用 绞 车 和 钢 丝 绳 带 动 。在 大斜 度
钻 孔 和 水 平 孔 下放 打 捞 器 时 ， 它 需 通 过 泵 送 才 能 到 达 孔 内 的预
薄壁 钻 头 的研 究 ，特 别 是 要 加 强 适 应 软 硬 互 层 地 层 高 效 长 寿 钻 头 的研 究 。 其三 ， 加 强 绳 索取 心 孔底 不提 钻 换 钻 头 技术 的研 究 ， 以减 少
其二 ， 开 发 大 口径 绳 索 取 心 系 列 ， 内 管 改 换 成 薄 壁 压 入 式 取
样 管 或 在 内管 下部 连 挂超 前压 入 取样 管 ，以 适 应 复 杂 岩 层 或 松 散 的 非胶 结 砂 土层 钻 进 的 需 要。 其三 ， 扩 大 绳 索 取 心 钻 具 的使 用 范 围 。 研 制 适合 矿 井坑 道 钻
一
绳 索 取 心 技 术 是 用 一 种 不 提 钻 取 心 的钻 进 装 置 ，在 钻 进 过 程 中， 当 内 岩 心 管 装 满 岩 心 或 岩 心堵 塞 时 ， 不 需 要 把 孔 内 全 部 钻 杆 柱 提 升 至 地 表 ，而 是 借 用 专 用 的打 捞 工 具 和 钢 丝 绳 把 内 岩 心
３ ． ２ 加 强长 寿 命 钻 头的 研 究 其一 ， 发展 人 造 金 刚 石 钻 头 ， 降低 钻 探 成 本 。 加快大颗粒、 高
强度人造金刚石的研制。
图 １ 绳 索取 心 器 的基 本 结构
１ ． ２ 打 捞 器 结 构
其二 ， 几年 来 ， 尽 管 研 制 了多 种 适 应 煤 田钻 探 的绳 索取 心 钻
煤层气参数井绳索取心施工工艺
煤层气参数井绳索取心施工工艺
煤层气参数井绳索取心施工工艺
结合工程实例,介绍了煤层气参数井施工目的、技术要求、配套设备机具和相关施工工艺,总结了施工技术成果.
作者：颜丙宏夏宗清崔玉朝孙海霞 YAN Bing-hong XIA Zong-qing CUI Yu-chao SUN Hai-xia 作者单位：颜丙宏,夏宗清,YAN Bing-hong,XIA Zong-qing(山东省煤田地质局第四勘探队,山东,潍坊,251200)
崔玉朝,CUI Yu-chao(山东省煤田地质局勘察研究院,山东,泰安,271500)
孙海霞,SUN Hai-xia(山东冶金技术学院,山东)
刊名：探矿工程-岩土钻掘工程 ISTIC英文刊名：EXPLORATION ENGINEERING(ROCK & SOIL DRILLING AND TUNNELING) 年，卷(期)：2008 35(2) 分类号：P634.5 关键词：煤层气参数井绳索取心钻进。
煤层气井施工中绳索取心技术的应用分析
煤层气井施工中绳索取心技术的应用分析作为煤层气勘探开发过程中最重要的环节之一，取心作业对于正确评估煤层气的可采性具有重要的作用。
通常取心工具难以满足煤层气取心作业中高要求、高技术难度的特点，而绳索取心工具具有钻井效率高、结构简单、钻头寿命长等特点，因此在煤层气取心作业中得到广泛应用。
本文主要介绍了绳索取心技术原理、相关工艺技术和应用注意事项，以期对煤层气井施工中绳索取心技术的具体应用提供参考。
标签：煤层气井施工绳索取心技术应用煤层气是一种在煤的形成过程中，经过厌氧菌分解煤资源而产生的吸附在煤层之中的自储式天然气体。
在煤层气开发勘探过程中，要综合考虑煤层的渗透率、地应力、埋深、厚度、含气量、含气饱和度等参数才能成功，而要想获得这些参数数据就必须进行取出煤心作业。
要保证取心作业具有较短的提钻时间、较高的岩心收获率和较完整的煤心原始状态才能有效提高这些参数的准确性。
绳索取心技术不仅能满足以上要求，还具有劳动强度低、取心时间短的优良特点，因此被大量应用于煤层气开发勘探中。
因此加强对绳索取心技术的应用研究，对于提高煤层气井施工中取心技术的应用能力和应用范围具有重要意义。
1繩索取心工具及设计原理、特点1.1绳索取心工具绳索取心工具主要由外筒总成、内筒总成、绳索提升系统和内筒打捞器共同组成。
其中外筒总成又包括外筒、取心钻头、内筒定位接头、差动接头、内筒扶正环、上下螺旋稳定器等部件共同组成，内筒总成是由割心卡心结构、卡簧座、悬挂结构、单动结构、半合式岩心管等组成，绳索提升系统主要由钢丝绳、打捞器、电动绞车等组成[1]。
1.2绳索取心工具工作原理在煤层气井绳索取心过程中，取心钻进开始前下从井口钻杆内投入到内筒总成，工具到位后即开始取心钻进。
当取心完成后，上提割心后不需要将钻具提起，而是用带绳索的打捞器将取心内筒从钻杆中提出到地面，然后打开特制半合式岩心管，则可看到取心成功后的煤心。
1.3绳索取心工具设计特点不需要专用的钻杆，同时取心直径高达70mm，大大减少了取心作业成本且利于推广和操作；采用了具有应力释放面的钻头结构和阶梯超前式切削性斜水眼的结构，更有利于煤层进心、树心；采用了悬挂式连接结构和低摩阻半合式岩心容纳管，可方便快速出心，减少入筒阻力；采用割卡心结构大大有利于煤心进入半合式岩心管，割心时拦簧闭合可完全封闭住岩心内筒底部，保证入筒的破碎煤心不发生脱落[2]。
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浅谈煤层气井绳索取心技术
摘要：目前绳索取心是煤层气井取芯作业中最为有效的方法，然而泥浆性能、钻进参数及操作细节是影响取芯收获率的关键因素。
关键词：绳索取心；泥浆性能；钻进参数
近几年煤层气行业正处于大勘探、大开发的关键时刻，而在勘探中煤层气井取芯作业是勘探的重中之重。
绳索取芯是一种不提钻而由钻杆捞取岩芯的先进方法，其结构简单、钻进效率高、劳动强度低。
绳索取心已在煤层气井取芯中普遍应用，因此对绳索取心技术的探讨是至关重要的。
1泥浆性能是绳索取芯作业的基础
在取芯过程中，泥浆就是取芯钻进的血液。
与岩芯和煤芯直接接触的就是泥浆，因此泥浆性能的好坏直接影响着取芯收获率。
泥浆的众多性能中粘度和比重在取芯作业中占主导作用。
1.1 粘度对取芯的影响
由于岩芯比较坚硬，不易受泥浆的冲蚀，树芯容易，所以取岩芯时对泥浆粘度没有特定的要求。
因此本文中就不考虑你将年度对岩芯的影响，下面重点介绍泥浆粘度对煤芯的影响。
由于煤岩具有胶结差，脆而软，割理和裂隙相当发育，极易破碎；抗水力冲蚀和摩擦热变能力低；成柱性差，取芯时易发生煤芯滑动和挤压，树芯困难等特性，因此绳索取心时，煤芯收获率普遍较低。
为了克服煤岩的易破碎、抗冲蚀、树芯难的特点，取煤芯时就对泥浆粘度提出了严格的要求。
若泥浆粘度太低，则会增加泥浆对煤芯的冲蚀作用，同时影响树芯，最终导致煤岩被水冲掉的危险。
正常钻进时的泥浆粘度在34s左右，然而在取煤芯时要求泥浆的粘度上调到38s 左右。
在取煤芯过程中，提高泥浆粘度有以下优点：
（1）减弱泥浆对煤岩的冲蚀作用。
（2）为煤岩的树芯提供有利保障。
（3）减少了取芯钻头对煤芯的研磨。
1.2比重对取芯的影响
在取芯过程中要求泥浆的比重不能太大，更重要的是要求泥浆中的固相含量不能过高。
泥浆的比重对取芯作业的影响主要体现在两方面。
一方面，绳索取芯
设备主要有取芯钻头、取芯内筒、取芯外筒组成，其中由于内外筒之间的间隙不大。
若泥浆中的固相含量过高，尤其是含有大量的岩屑时会堵塞内外筒之间的间隙。
如此一来在上提取芯内筒时内外筒之间会产生很大的摩擦力，阻碍了取芯内筒的顺利上提。
另一方面，泥浆的比重越大，取芯筒上部泥浆柱对取芯筒产生的压力就越大。
从而增加了取芯内筒上提的难度。
因此，在取芯过程中要严格控制泥浆的比重及固相含量。
可以通过安装固相过滤器和振动筛等除砂设备来控制泥浆的比重及固相含量，从而达到顺利上提取芯内筒的目的。
2钻进参数决定了取芯收获率的高低
绳索取心虽然具有既能取岩芯又能取煤芯不用提钻的特点，但由于岩层和煤层的物理性质有时悬殊较大，所以在操作上就不能千篇一律，必须注意掌握正确的技术参数，才能收到事半功倍的效果。
通过这段时间的使用和摸索，把直接影响取煤因素的参数概括为三句话，即压力要跟上；转数要尽量低；泵量应适当。
2.1钻压对取芯的影响
压力要跟上指在钻进过程中，要缓缓加压直到本回次最后10公分时钻压在原来钻压的基础之上再增加1～2t。
在取芯钻进中，若钻压跟不上，则会导致岩芯树芯困难，岩芯不能及时进入内筒，延长了钻头对岩心的研磨时间等一系列影响取芯收获率的因素。
最终可能造成岩芯磨损严重而变细，取芯爪不能卡住岩芯而使岩芯丢失，这对煤芯收获率的影响甚为严重。
取岩芯与取煤芯时对钻压的要求有很大的差别，具体要求如下：
（1）取岩芯时钻压从5t起缓缓加压至7t～8t后稳定钻压，钻至本筒进尺最后20公分时钻压加至10t；割芯时停钻上提5公分左右，转3～5圈进行割芯。
（2）取煤芯时钻压从8t起缓缓加压至9t～10t后稳定钻压，钻至本筒进尺最后20公分时钻压加至11t；割芯时停钻上提5公分左右，转3～5圈进行割芯。
2.2 转速对取芯的影响
由于转速对取芯作业没有明显的影响，但为了取芯作业的保险期间，我们一般要求取芯时应尽量保持低转速不变。
2.3排量对取芯的影响
在取岩芯的过程中，对泵排量没有严格的要求，但泵排量是取煤芯的关键因素。
由于煤岩胶结差，脆而软，易破碎，容易被泥浆冲掉，因此在取芯过程中泵
的排量不能太大，否则煤就有被冲掉的危险。
在取芯过程中，一般要求泵的排量应尽可能的小，取煤芯时排量通常控制在60～100L/min较为合适，软煤60～80L/min，硬煤80～100L/min。
这对大多数煤层都是适用的。
3取芯应注意的细节
取芯是一项技术要求及操作比较严格的作业，尤其是某些操作细节有可能决定了取芯作业的成败。
因此在取芯过程中应注意以下操作细节：（1）确保内筒到位：内筒下井后，钻头悬空（离井底1米以上）开泵循环10分钟后，确保内筒到位后钻进。
（2）煤芯进尺要求：取煤每筒进尺控制在50公分至80公分。
（3）安装取芯设备时，一定要调节好取芯内筒与取芯钻头之间的间隙。
4 认识与建议
（1）泥浆性能是取芯作业顺利进行的保障。
（2）由于岩层与煤层在结构特性方面存在很大的差异，因此岩层与煤层的取芯措施及取芯参数存在差异，应及时调整。
（3）取芯时应遵循高钻压、低排量、低转速的取芯原则，且取煤芯时钻压应再提高2t左右，排量应大幅度减小，煤芯进尺控制在0.50～1.00m之间。
（4）取芯时应特别注意操作细节。