钻探毕业论文摘要

钻探毕业论文摘要

Drill rod collar position detector set hardware circuit design
In the petroleum drilling process, the ejection controller played the seal well head drill rod collar through ejection controller, the ejection controller must open lets the drill rod collar pass the past ore time drill rod collar nearness ejection controller, reports to the police the prompt is very important, otherwise can have the blow out hazard.
This article uses magnetism examination the method, to drill rod collar whether arrives conducts the the Hall effect as the foundation, has studied the magnet and the ferromagnetic component is away from and the magnetic field strength relations, discovered in 0-150mm, the distance change all will cause in the air the magnetic induction intensity change, in which 0-80mm changes the quantity quite to be obvious, in 40mm, basically will in particular assume the index relations ed the corresponding examination probe head according to these change use the Hall integrated circuit to arrive the signal to transform as magnetism signal, again magnetism signal to voltage signal transformation.
After the voltage signal process insults the positive SPCE061A monolithic integrated circuit, the MCP42010 digital potentiometer and the periphery electric circuit analysis, processing and the comparison finally realizes the drill rod collar arriving examination.
This article uses the localization method simple, Yi Xing, uses the component few, the examination sensitivity to be high, not only is suitable for the petroleum drilling profession, also is suitable for other need pinpointing system.

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铁路钻探钻杆柱磨损分析 摘要：本文先依次分析了铁路钻探中钻杆柱自身材质缺陷，工作环境及受力特征，然后结合上述分析讨论了钻杆 柱磨损的五种具体表现形式，最后对减少钻杆柱的磨损提出了一些看法。 关键词：铁路钻探钻杆柱磨损 收稿日期：2007-10-10 铁路钻探中，钻杆柱的磨损是一个很严重的问题。钻杆 柱磨损到一定程度，就应该更换新的。目前对钻杆柱的直径 还没有达到用仪器自动监测的程度，大多是技术人员在现场 进行目测，用游标卡尺测量钻杆柱的直径。而使用专门技术 人员监测钻杆直径情况，常常是针对孔深较深的钻孔。当钻 杆柱磨损严重，而没被注意，在遇到使钻杆柱应力集中的异 常情况时，易发生钻杆柱折断的事故。在好的岩土层中，如 果钻孔垂直度好，没发生缩径和扩孔，打捞钻杆柱相对容易， 否则将浪费大量的时间，造成经济损失，对于深孔钻探，造 成的损失更加明显。钻杆柱的磨损研究受到了较多科技工作 者的高度重视。本文分析了铁路钻探中钻杆柱磨损的外因与 内因，以及磨损的具体表现形式。 一、钻杆的材质缺陷 从材质的角度来看，钻杆内部存在着在缺陷。生产车间 在生产钻杆时，有热处理这道工序。在加热和冷却过程中， 钻杆内部组织会发生改变。热处理通常消除钻杆内部粗粒组 织，使其结构细化，能受更大的应力。但局部总存在暇疵。 在高倍电子显微镜下观察钻杆晶粒结构，发现它是由许多离 子、原子按一定规则排列起来的空间格子构成的，晶格一般 处于稳定的平衡状态。晶粒之间常存在着为数不多的夹杂物、 空洞等缺陷,在这些晶粒里，甚至在弹性范围以内，当力还不 太大时，就可能发生塑性变形。 二、钻杆工作环境 铁路钻探多采用回转钻进，对取芯困难的岩层如砂层、 全风化层等情况也采用冲击钻进。钻杆柱在工作中，与钻杆 柱发生作用的主要介质包括钻井液与岩土层。 铁路钻探钻井液一般是水基钻井液，这是一种多相不稳 定体系，以水为分散介质（连续相），以粘土为分散相（固相）， 加入一定的化学处理剂或加重材料组成。其成分包括水、膨 润土、化学处理剂（如滤失剂羧甲基纤维素）、气体（溶解氧、 二氧化碳气体、硫化氢气体）及其它腐蚀介质如Cl-、SO42-、 Ca2+、CO32–及HCO3-等。 铁路钻探中岩芯常见的有土层、砂卵石层、全风化岩层、 强风化破碎带岩层、弱风化岩层等。砂卵石层及坚硬的强风化 岩层等复杂地层对钻杆柱造成的磨损比其它岩层尤为厉害。 三、钻杆柱工作受力特征 在工作过程中，钻杆柱的运动方式包括自转与绕钻孔中 心的公转，在深孔钻探中这两种运动方式通常是共存的。钻 杆所受力为复合应力，主要包括以下几个分项：钻杆受到钻 杆自重引起的拉应力，在横向应力作用下产生的弯曲应力， 由扭矩的作用产生的剪应力，钻杆振动引起的轴向及横向应 力，与岩层的摩擦力，以及与钻井液的作用。 四、钻杆磨损表现形式 1．磨粒磨损 磨粒磨损是由外界硬质颗粒或硬表面的微峰在摩擦副对偶 表面相对运动过程中引起表面擦伤与表面材料脱落的现象，钻 杆柱的表面特征是产生擦伤撕裂、纵向拉痕、局部剥落和裂纹。 磨粒磨损机理为微观切削,多次塑变导致断裂以及微观断裂。 钻杆柱在复合应力状态下，易发生较大的弯曲，弯曲后 突起的地方与坚硬的岩层之间产生严重的摩擦。钻杆柱表面 的淬火处理厚度一般为1mm,在淬火层磨损掉后，以后的磨 损速率将加快。在深孔钻探中，有时候取出的钻杆表面有明 显的擦痕，这是磨粒磨损的表现。 2．粘着磨损 粘着磨损是当摩擦副两对偶表面作相对滑动时，由于粘 着致使材料从一个表面转移到另一表面或材料从表面脱落而 引起的磨损现象。由于摩擦副两对偶表面间实际接触面积很 小，接触点应力很高，摩擦副对偶表面处于这种高温和高应 力状态下，杆件表面发生破裂，使接触微峰产生粘着，随后 在滑动中粘着点被剪断。 钻杆的弯曲使其局部与岩层发生摩擦，局部接触点的高 应力构造了粘着磨损的条件。 3．疲劳磨损 疲劳磨损是摩擦副两对偶表面作滚动或滚（下转185页）

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地质钻探论文

ZK1601孔钻具脱扣事故处理方法

摘 要： 对 ZK 1601孔钻具脱扣事故原因进行了简要分析，介绍了处理方法，提出了处理事故中应注意的问题，为避免及处理类似事故提供了经验。
关键词: 钻具；脱扣；孔内事故；磨；割；丝锥打捞
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02 年我们在山东某矿区施工 ZK1601 孔 ,该孔为80° 斜孔 ,设计孔深 280 m，终孔深度 318 m。在施工至273 m时出现脱扣事故，由于从钻具处脱开，中间有内管，处理较困难。技术人员认真分析研究，经过16 h将事故处理完毕，为今后类似事故处理积累了经验。
1 事故的初步判断
我们采用É 75 mm绳索取心工艺施工，在钻进到273 m时，回次进尺已达 218 m，岩心已装满内管(岩心内管有效长度 218 m)，在按正常程序采取岩心时，操作人员没有感觉到孔底拔断岩心。由于上一回次岩心完整，拔断时孔内有响声，又上下反复采取了2 次，依然没有感到拔断岩心，就开泵送水，以验证孔内是否出现了非正常情况。当钻杆下到孔底时出现憋水，低转数回转钻杆也同样憋水，稍向上提钻杆，泵压即降为零，由此判断孔内出现脱扣或断钻事故，称重显示事故发生在孔底。于是上钻检查，发现钻杆公扣与钻具外管上接头母扣脱扣，钻杆公扣磨损较严重。
2 孔内事故钻具状况及原因分析
此套钻具是我们自行设计加工的，外管上端依次接有弹卡室和上接头，上接头外径与钻具相同，其外侧对称镶焊4道硬质合金，起扶正作用，二者有效长度为24 cm，内管总成在外管总成中自由悬垂时 ，总成矛头仅短于上接头上端 1 cm，内管中有 218 m的岩心可能还没拔断。从脱扣钻杆公扣磨损情况判断，上接头已被磨出喇叭口。由于钻具外管及上接头外径皆为 73 mm ，而钻杆接头外径为72 mm ,所以分析脱扣原因为：斜孔钻进外径偏磨严重，上接头壁厚磨，导致强度降低，钻进中在压、 扭力作用下，钻杆公扣挤入上接头母扣中，母扣内径变大，钻进时仅靠公母扣根台阶的阻力还可勉强钻进，但随时都有脱扣的可能，还可能导致烧钻。取心时，受钻具和岩心重力、 摩擦阻力及拔断完整岩心所需拉力的作用，导致连接强度已降低的公母扣脱开。
3 事故处理方案的确定
本孔孔壁较稳定，并一直使用无固相冲洗液钻进，无坍塌掉块，这为事故处理提供了方便条件。由于事故钻具总成矛头较上接头上端短 1 cm ，公锥下不到外管中，并且判断外管上接头已成喇叭口，若再用公锥强力下压拧进，喇叭口(可能已撑裂)会更大，若挤死孔壁就再也起拔不出，因此决定采用下列办法。
3.1 割掉喇叭口,起拔内管
在方案确定前我们抱着侥幸心理先用新钻杆接头下到孔内去对接钻具，虽可以拧上，但一提即脱扣，验证了钻具上接头已成喇叭口的判断。我们决定用金刚石钻头磨掉一截外管上接头，不但要磨掉喇叭口，还要使内管总成高出外管 ,然后把打捞器放入配好的钻具内，下到孔底套住矛头，靠钻具拉出内管。
3.2 用正丝丝锥起拔外管
由于钻进中水路畅通,判断钻头未烧 ,若内管能够提起 ,那么在上接头喇叭口被磨掉的情况下 ,用公锥应能够起拔出外管。
4 综合处理步骤
4.1 打捞内管
在机台现场还备有相同的总成及钻具，我们在地表做了模拟试验，钻头内径为 49 mm，总成外径为54 mm，当钻头压在总成肩部时，矛头头部可进入钻头内40 mm，坐落在钻头内台阶上的打捞器完全可以勾住矛头。
像正常钻进一样，把一套完整钻具外管下到孔内，距离事故钻具10 cm时开始送水扫孔，钻进参数为低压力、 低转数、 适当泵量，用泥浆作冲洗液。磨蚀开始后量准机上余尺，当计算磨到总成肩部时停止，用大泵量冲孔，冲孔后提出孔内钻杆到孔口卸开，接一根钻杆，再拧到提引器上，用钻机升降机将钻杆放到孔底压在总成上，此时钻杆在地表有出露，把打捞器(钢丝绳在拴挂打捞器根部砸掉3股，只留2股，以降低连接强度)沿钻杆内放到孔底。为判断是否捞住内管，用可以提动打捞器的力量提拉钢丝绳，没有拉动，证明已捞住内管总成，强力拉断钢丝绳(在打捞器根部断开)，将其提出地表，提大钻，发现只有内管总成上来，总成与内管脱扣，内管仍留在孔内。
分析总成与内管脱扣的原因有两种：一是钻具和钻杆压在事故内管总成上端将内管上端母扣压鼓，挤死外管，造成总成与内管拉脱；二是由于岩心没拔断，其拔断力大于总成与内管连接力，所以从内管上端拉脱。内管总成上来后，孔内事故外管总长长出内管 364 mm(在地表用实物量得)，可以用正丝丝锥打捞。
4.2 打捞外管
下入É 73 mm 正扣公锥打捞，加压强力扭转钻杆，由机上余尺和转动阻力可确定丝锥已 “咬住” 外管上接头，边转动边强力起拔，在听到孔内响了一声后，阻力突然降低，似钻杆脱扣或断钻征兆，放下对接，无效，上钻发现弹卡室和上接头上来，钻具及扩孔器、 钻头、 内管、 岩心仍留在原处。
4.3 割掉外管上端,截掉小段内管
按照尺寸计算，现孔内事故外管长出内管 120mm，公锥能够 “咬” 上外管，但取出来的弹卡室公扣及台阶已磨损，可以判断外管上端在处理事故过程中可能被撑大成喇叭口，挤住了孔壁，所以考虑割掉喇叭口，再割掉一截内管和岩心，然后仍用公锥打捞。
为此，我们加工了一个同心两径硬质合金割管钻头，如图1所示。用É 73 mm的45号圆钢加工，大径用来割外管，小径用来全面破碎内管和岩心。将其接到钻杆上，下到孔内，量准机上余尺 ,以低压、 慢转、 中等泵量割扫，冲洗液使用泥浆，以便排渣。当外管割掉40 mm(从割管器规格尺寸、 事故内外管相
差高度、 机上余尺可算出)后上钻，此时喇叭口已被割掉，外管长出内管180 mm ,可下公锥打捞。
4.4 用正扣公锥打捞
方法同412，此次事故钻具及岩心全部被打捞出来。最后，用泥浆冲孔。
5 结语
(1)造成此次事故的主要原因是钻具及配套接头偏磨严重，连接强度降低 ,导致两处脱扣。所以要经常检查钻具及钻杆磨损情况，尤其在斜孔钻进时。
(2)此次事故处理在磨扫内外管时使用绳索取心钻杆，其它情况都是用普通双管厚壁钻杆，以避免强力起拔损坏绳索取心钻杆。
(3)事故处理要防止越处理越复杂，事故加事故，所以要慎重制定方案。
(4)处理事故一定要保护好孔壁稳定，做到事故性质清楚、 事故位置清楚、 机上余尺清楚。
(5)钻探施工中难免发生孔内事故，所以设计加工钻具时，各种材料规格尺寸要留有余地，并要在现场准备一定的事故处理工具。