水力喷射钻径向水平井技术研究与实践 被引量：13

1

作者 杨永印 王瑞和 周卫东 《焦作工学院学报》 1999年第4期239-241,共3页

介绍了采用旋转射流水力喷射钻径向水平井的原理及技术关键． 对该技术进行了室内破岩试验、地面全尺寸模拟水平钻进试验以及现场井下破岩钻井试验， 结果表明旋转射流的破岩能力完全可以满足径向水平井的要求． 现场试验的成功表明了... 介绍了采用旋转射流水力喷射钻径向水平井的原理及技术关键． 对该技术进行了室内破岩试验、地面全尺寸模拟水平钻进试验以及现场井下破岩钻井试验， 结果表明旋转射流的破岩能力完全可以满足径向水平井的要求． 现场试验的成功表明了该项技术是可行的， 并对开采我国东部油区剩余油、提高采收率有十分重要的现实意义． 展开更多

关键词 径向水平井 钻井 射流 破岩 水力喷射钻 油井

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4305(北)综采工作面精细化过断层技术研究 被引量：3

2

作者 杨建国 刘维新 高洁 《山东国土资源》 2010年第11期52-54,58,共4页

该文研究了常用的几种过断层方案,本着精细化过断层的原则并结合工作面实际地质变化情况,对4305(北)综采工作面过F40025断层实施了"顺断层伪倾角控制坡度—优化机械破岩工艺—机械破岩和爆破相结合"的过断层综合成套工艺,根... 该文研究了常用的几种过断层方案,本着精细化过断层的原则并结合工作面实际地质变化情况,对4305(北)综采工作面过F40025断层实施了"顺断层伪倾角控制坡度—优化机械破岩工艺—机械破岩和爆破相结合"的过断层综合成套工艺,根据工作面内F40205断层的变化情况及时采取合适的通过措施,保证了回采速度,减少了煤炭资源损失,有效控制了设备的事故率,保证了安全生产。 展开更多

关键词 煤矿 断层 坡度控制 采高 机械破岩 爆破 效益

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多孔喷嘴破岩钻孔特性的实验研究 被引量：24

3

作者 廖华林 牛继磊 +2 位作者 程宇雄 黄中伟 马东军 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第11期1858-1862,共5页

采用自行研制的实验装置研究了孔数和水力参数(冲蚀时间、喷嘴压降、喷距、围压)对多孔喷嘴破岩效果的影响规律。结果表明:喷嘴孔数越多,成孔形状越圆整;破岩效果随着射流压力的增大而呈线性增加;0围压条件下多孔喷嘴存在获得最大破岩... 采用自行研制的实验装置研究了孔数和水力参数(冲蚀时间、喷嘴压降、喷距、围压)对多孔喷嘴破岩效果的影响规律。结果表明:喷嘴孔数越多,成孔形状越圆整;破岩效果随着射流压力的增大而呈线性增加;0围压条件下多孔喷嘴存在获得最大破岩体积和孔深的最优喷距约为5～6倍喷嘴当量直径。在围压条件下,多孔喷嘴破岩效果随着围压的增大而大幅下降;当量喷嘴直径相同时,破岩效果随孔数的增加而减小;在保证钻孔孔径的情况下,减少孔眼数量有利于提高多孔喷嘴破岩效率。实验结果可为超短半径水平钻孔射流钻头设计提供依据。 展开更多

关键词 多孔喷嘴 破岩 钻孔 径向水平井 射流

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矿尘的产生机理研究 被引量：10

4

作者 王庆国 王德明 王和堂 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2014年第2期12-14,共3页

矿尘的产生不仅破坏煤矿井下工人的作业环境,其引发的尘肺病和煤尘爆炸也严重制约了我国煤矿的安全生产。治理矿尘灾害,要从源头入手。通过分析煤矿井下各种破(煤)岩方法,得出了破(煤)岩过程中矿尘的产生机理,包括机械破岩产尘、爆破破... 矿尘的产生不仅破坏煤矿井下工人的作业环境,其引发的尘肺病和煤尘爆炸也严重制约了我国煤矿的安全生产。治理矿尘灾害,要从源头入手。通过分析煤矿井下各种破(煤)岩方法,得出了破(煤)岩过程中矿尘的产生机理,包括机械破岩产尘、爆破破岩产尘、支护产尘、运输产尘和装载产尘等,其中机械破岩是煤矿井下的主要作业方式,也是井下矿尘的主要产生源。 展开更多

关键词 矿尘 尘肺病 煤尘爆炸 破岩 产尘 矿尘防治

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液氮射流破岩及压裂研究进展 被引量：6

5

作者 黄中伟 武晓光 +5 位作者 谢紫霄 熊建华 杨睿月 张世昆 张宏源 邹文超 《中国科学基金》 CSSCI CSCD 北大核心 2021年第6期952-963,共12页

液氮低温致裂效果显著,在非常规及深部油气储层改造及钻井提速方面展现了良好的应用潜力,为常规水基工作液所带来的耗水量大、储层伤害和环境污染等问题提供了解决思路。本文系统地总结了液氮在钻井和压裂中应用所涉及的关键科学问题,... 液氮低温致裂效果显著,在非常规及深部油气储层改造及钻井提速方面展现了良好的应用潜力,为常规水基工作液所带来的耗水量大、储层伤害和环境污染等问题提供了解决思路。本文系统地总结了液氮在钻井和压裂中应用所涉及的关键科学问题,包括液氮井筒流动传热规律、管材低温力学特性、岩石低温致裂特性、液氮射流破岩特征和液氮压裂造缝机理五大方面,综述了液氮辅助破岩和压裂的基本理论和研究进展,剖析了技术的主要难点和瓶颈,为后续的基础研究和工程应用提出了建议。本文可为形成非常规油气储层钻井提速和储层高效改造新方法提供理论依据。 展开更多

关键词 钻井 压裂 液氮 射流 破岩

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挤压爆破技术及其应用 被引量：2

6

作者 阎宇振 苗隆德 《陕西水力发电》 1997年第2期59-61,共3页

通过对炮孔爆破的破岩机理分析，论述了挤压爆破的原理，利用工程实例说明在露天开采级配石料爆破中，挤压爆破技术具有良好的技术经济性。

关键词 挤压爆破 石料开采 破岩 爆破 水利工程施工

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水射流辅助型锚杆钻机探讨

7

作者 杨善国 《煤炭工程》 北大核心 2005年第8期96-97,共2页

针对现有锚杆钻机在遇到硬岩顶板难以有效钻孔破岩的问题，设计了水射流辅助型锚杆钻机。水射流辅助型锚杆钻机能较好地利用水射流钻孔破岩及传统机械钻孔破岩的优点．克服传统机械钻孔破岩的弊端。论文介绍了其工作原理、组成、性能、... 针对现有锚杆钻机在遇到硬岩顶板难以有效钻孔破岩的问题，设计了水射流辅助型锚杆钻机。水射流辅助型锚杆钻机能较好地利用水射流钻孔破岩及传统机械钻孔破岩的优点．克服传统机械钻孔破岩的弊端。论文介绍了其工作原理、组成、性能、优点及应用前景。 展开更多

关键词 水射流 钻孔 破岩 锚杆钻机

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高压水射流-机械齿联合破岩数值模拟研究 被引量：21

8

作者 张文华 汪志明 +1 位作者 于军泉 孙清德 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第23期4373-4382,共10页

采用非线性动态有限元法,结合实际工况条件,建立了高压水射流–机械齿联合破岩的数值模型。研究了高压水射流破碎岩石过程,并提出了2个临界压力的概念。计算结果表明,联合破岩的破碎效率约为高压水射流和机械齿分别破岩之和的2倍,射流... 采用非线性动态有限元法,结合实际工况条件,建立了高压水射流–机械齿联合破岩的数值模型。研究了高压水射流破碎岩石过程,并提出了2个临界压力的概念。计算结果表明,联合破岩的破碎效率约为高压水射流和机械齿分别破岩之和的2倍,射流和齿的间距在13mm左右最佳。当射流压力足够高时增大转速有利于提高破岩效果;当钻压增加到一定值后,其对破岩效率影响不大;破岩效率与静水压力成反比。 展开更多

关键词 岩石力学 高压水射流 机械齿 机理 联合破岩 数值模拟

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高应力软岩巷道支护新理论及应用研究 被引量：19

9

作者 潘贵豪 明世祥 +2 位作者 刘新强 卢宏建 唐志新 《湖南科技大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2009年第3期11-15,共5页

运用室内试验、理论分析和现场应用验证等多种研究手段揭示了围压恢复加固理论的基本原理,该理论的实质是基于岩石力学性质具有的围压效应,采用合理的支护与加固方法使卸除的围压尽快恢复,提高围岩自身的承载力进而实现巷道的稳定.对围... 运用室内试验、理论分析和现场应用验证等多种研究手段揭示了围压恢复加固理论的基本原理,该理论的实质是基于岩石力学性质具有的围压效应,采用合理的支护与加固方法使卸除的围压尽快恢复,提高围岩自身的承载力进而实现巷道的稳定.对围压恢复的实现技术进行了分析论证,提出预应力锚杆和强化的护表结构是实现围压恢复的关键技术.按照围压恢复加固理论改进了某铁矿高应力软岩巷道的支护结构并应用于生产实践,解决了该矿高应力区软岩巷道稳定性差、返修率高等难题.图7,参11. 展开更多

关键词 围压恢复加固理论 软破岩巷道 支护技术 三轴试验 围压效应

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双粒子联合冲击破岩仿真研究 被引量：15

10

作者 伍开松 荣明 +2 位作者 李德龙 况雨春 罗进军 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第S1期19-23,共5页

单粒子冲击破岩与粒子冲击钻井的真实工况有一定的差异,因此,需要研究多粒子联合冲击破岩的规律。在双粒子联合冲击破岩条件下,利用LS-DYNA的参数化设计语言,采用无量纲化分析方法,选择粒子间距、直径、初速度和入射角度为设计变量,建... 单粒子冲击破岩与粒子冲击钻井的真实工况有一定的差异,因此,需要研究多粒子联合冲击破岩的规律。在双粒子联合冲击破岩条件下,利用LS-DYNA的参数化设计语言,采用无量纲化分析方法,选择粒子间距、直径、初速度和入射角度为设计变量,建立了它们与岩石破碎体积和侵入深度之间的关系,并绘制了它们之间的变化关系曲线图。进一步分析这些曲线图的变化规律后发现:间距为0.25个左右的基准直径、粒子直径取0.8~1个基准直径、冲击初速度取每秒32 000~40 000个基准直径、入射角度为0°~40°,粒子冲击破碎岩石效果达到最佳或接近最佳。这些结果可以作为深入研究多粒子联合冲击破岩的参考依据。 展开更多

关键词 双粒子 无量纲 冲击破岩 LS-DYNA 钻井

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基于密实核理论的单滚刀多阶段受力预测模型 被引量：12

11

作者 孙伟 张旭 赵奎山 《机械设计与制造》 北大核心 2015年第6期9-12,共4页

基于密实核理论,针对特定岩石条件,考虑滚刀在破岩过程中复杂的受力情况,将滚刀楔形刃破岩过程分为四个阶段：弹性变形阶段、挤压破碎阶段、密实核破碎阶段与卸载阶段,且认为在密实核破碎阶段,密实核处于静水压状态,静水压力增大,会使... 基于密实核理论,针对特定岩石条件,考虑滚刀在破岩过程中复杂的受力情况,将滚刀楔形刃破岩过程分为四个阶段：弹性变形阶段、挤压破碎阶段、密实核破碎阶段与卸载阶段,且认为在密实核破碎阶段,密实核处于静水压状态,静水压力增大,会使受力物体的体积缩小,但不会改变其形状。并提出了单滚刀多阶段受力预测模型。进而开展了单滚刀线性切割岩石试验研究,并与理论模型进行了对比。结果表明：预测模型与实验数据垂直力、侧向力和滚动力的误差分别在（8~18）k N,（2~5）k N和（0~3）k N;在此基础上对预测模型进行了系数修正,使其能够更加真实地模拟滚刀破岩的受力情况,为滚刀以及刀盘的设计提供技术支撑。 展开更多

关键词 TBM 盘形滚刀 密实核 预测模型 破岩力 滚刀切割试验

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切缝药包破岩机理及现场应用 被引量：11

12

作者 张玉明 员永峰 张奇 《爆破器材》 EI CAS 北大核心 2001年第5期5-8,共4页

文章在实验测试结果的基础上 ,论述了切缝药包破岩机理 ,运用弹塑性理论分析了其在定向断裂中的力学作用 ,对切缝药包在岩巷的推广应用情况作了简要的介绍 。

关键词 切缝药包 破岩机理 定向断裂爆破 定向控制爆破 爆破力学 岩巷施工

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水力机械联合破岩主要配合参数的实验研究 被引量：9

13

作者 孙清德 汪志明 +1 位作者 王超 朱杰然 《石油钻采工艺》 CAS CSCD 北大核心 2006年第2期7-10,共4页

为提高钻井速度,掌握水力机械联合破岩规律,开展了水力机械联合破岩主要配合参数的实验研究。利用水力机械联合破岩实验装置,模拟井底实际钻进工况,得出了不同破岩方式、射流相对于齿的位置、射流与齿间距和围压4个参数对联合破岩效果... 为提高钻井速度,掌握水力机械联合破岩规律,开展了水力机械联合破岩主要配合参数的实验研究。利用水力机械联合破岩实验装置,模拟井底实际钻进工况,得出了不同破岩方式、射流相对于齿的位置、射流与齿间距和围压4个参数对联合破岩效果的影响规律。研究结果表明:水力机械联合破岩工作方式要优于单射流或单钻齿工作方式;射流在齿后喷射的破岩效果要优于射流在齿前喷射的破岩效果;其它参数一定的情况下,随着围压的增大,联合破岩效果降低,但降低的幅度逐渐变小;增加射流压力,也将增大水力机械联合破岩效果;当射流与齿间距大于3 mm时,随着射流与齿间距的增大,联合破岩效果越差。 展开更多

关键词 联合破岩 实验 配合参数 射流 机械

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水射流—机械刀具联合破岩的影响因素试验研究 被引量：8

14

作者 江红祥 杜长龙 +1 位作者 刘送永 许瑞 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第8期1013-1017,共5页

为提高机械刀具破岩效率,在水射流—机械刀具联合破岩试验台上研究了水射流参数(射流入射角、喷嘴位置、靶距等)对联合破岩效果的影响。试验结果表明:喷嘴位置在刀具前方时,形成的煤岩碎片块度大,刀具的切削比能耗小,联合破岩效果优于... 为提高机械刀具破岩效率,在水射流—机械刀具联合破岩试验台上研究了水射流参数(射流入射角、喷嘴位置、靶距等)对联合破岩效果的影响。试验结果表明:喷嘴位置在刀具前方时,形成的煤岩碎片块度大,刀具的切削比能耗小,联合破岩效果优于喷嘴布置在刀具的两侧的破岩效果;刀具的切削比能耗与水射流入射角、靶距以及喷嘴和刀具距离的关系均呈抛物线变化,水射流入射角为120。、靶距为喷嘴直径5.5倍左右、喷嘴和刀具距离为切削深度的1.6倍左右时切削比能耗最低。 展开更多

关键词 水射流 机械刀具 联合破岩 试验

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不同应力条件下组合孔爆破破岩规律数值模拟研究 被引量：8

15

作者 杨海涛 李二宝 +1 位作者 仪海豹 戴勇 《爆破》 CSCD 北大核心 2021年第2期88-94,共7页

深部矿山爆破开采不可避免的受到初始地应力的作用,为探究高地应力下组合孔破岩规律,对初始应力与组合孔爆炸应力联合破岩机理进行分析,开展不同应力作用下组合孔爆破破岩数值模拟研究。结果表明:初始应力对爆破作用的抑制或者促进取决... 深部矿山爆破开采不可避免的受到初始地应力的作用,为探究高地应力下组合孔破岩规律,对初始应力与组合孔爆炸应力联合破岩机理进行分析,开展不同应力作用下组合孔爆破破岩数值模拟研究。结果表明:初始应力对爆破作用的抑制或者促进取决于其与岩石的弹性极限的对比关系,当初始应力小于岩石的弹性极限时,表现为抑制作用,当初始应力大于岩石的弹性极限时,表现为促进作用。加载不同初始应力时(岩石峰值应力为90.58 MPa),组合孔破坏失效单元个数、裂隙扩展长度均符合“先减小后增大”的趋势,且拐点处应力值为25 MPa,为岩石峰值应力的27.6%,与岩石应力-应变全过程曲线中弹性极限应力值一致;提取分析测点处的有效应力及振动速度可知,随着初始应力的增强(20~50 MPa),测点处耦合应力呈线性增大趋势,表明初始应力与爆炸应力耦合作用下,初始应力占主导作用;组合孔方案中超前致裂孔爆破为前排孔创造新的自由面,监测点处的振动速度监测情况表明,组合孔爆破方案具有很好的减震作用。 展开更多

关键词 初始应力 组合孔 联合破岩 数值模拟

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综放开采动压影响破碎巷道围岩加固控制技术研究 被引量：8

16

作者 孙占成 刘磊磊 +1 位作者 李永明 余银 《山西大同大学学报（自然科学版）》 2011年第6期61-64,共4页

不连沟煤业公司不连沟煤矿F6103工作面辅运巷受F6103工作面回采影响后,矿压显现更明显,煤柱帮侧围岩破碎严重,出现大面积"网兜"。针对围岩已破碎段巷道,采取锚杆补强和注浆加固围岩的方式实现围岩自稳,通过理论研究和数值模... 不连沟煤业公司不连沟煤矿F6103工作面辅运巷受F6103工作面回采影响后,矿压显现更明显,煤柱帮侧围岩破碎严重,出现大面积"网兜"。针对围岩已破碎段巷道,采取锚杆补强和注浆加固围岩的方式实现围岩自稳,通过理论研究和数值模拟对锚杆(索)补强进行合理的设计研究,取得了较好的效果,使破碎围岩得到有效的控制。 展开更多

关键词 辅运巷 围岩破碎 锚杆(索)补强

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磨料射流联合机械齿提高硬岩钻进效率研究 被引量：7

17

作者 汤积仁 卢义玉 +2 位作者 葛兆龙 夏彬伟 王景环 《采矿与安全工程学报》 EI 北大核心 2013年第4期621-627,共7页

针对煤矿中穿硬质岩层钻孔预抽瓦斯时钻进困难这一问题,在理论分析孔底"凸台"的形成是导致传统旋转钻头钻进困难主要原因基础上,提出了磨料射流联合机械齿钻进硬岩新方法,即利用磨料射流强大的冲蚀能力,预先消除"凸台&qu... 针对煤矿中穿硬质岩层钻孔预抽瓦斯时钻进困难这一问题,在理论分析孔底"凸台"的形成是导致传统旋转钻头钻进困难主要原因基础上,提出了磨料射流联合机械齿钻进硬岩新方法,即利用磨料射流强大的冲蚀能力,预先消除"凸台",形成先导孔,进而改变传统旋转钻头钻岩机理,达到提高硬岩钻进效率目的。利用断裂力学理论与能量守恒原理揭示了磨料射流联合机械齿提高硬岩钻进效率机理。设计发明了一种破碎硬岩钻头,总成了一套联合钻进硬岩实验系统,并完成了一系列新技术与现有技术的对比实验研究。结果表明,相同条件下,钻头钻进效率较现有技术条件提高63%,承受轴向力与扭矩分别下降约15%和20%,钻头磨损明显减轻。 展开更多

关键词 硬岩 钻孔 磨料射流 机械齿 联合破岩 钻进效率

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围压条件下粒子冲击破岩裂隙扩展机理研究

18

作者 刘勇 李兴 +2 位作者 郭鑫辉 魏建平 宋大钊 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第8期1-10,33,共11页

为揭示粒子冲击下围压对岩石裂隙形成及扩展机制的影响,开展了粒子冲击破岩试验和微纳米工业CT(compnted tomography)扫描试验,明确了围压对粒子冲击作用下岩石裂隙扩展特征的影响;并对不同围压条件下的粒子冲击进行数值模拟,分析了岩... 为揭示粒子冲击下围压对岩石裂隙形成及扩展机制的影响,开展了粒子冲击破岩试验和微纳米工业CT(compnted tomography)扫描试验,明确了围压对粒子冲击作用下岩石裂隙扩展特征的影响;并对不同围压条件下的粒子冲击进行数值模拟,分析了岩石的应力场和裂隙场演化过程,揭示了围压影响裂隙扩展的内在机制。结果表明,粒子冲击岩石后,在岩石内部形成破碎区和晶间主裂隙扩展区。压应力导致形成的剪切应力和拉应力是破碎区形成的主要原因,而晶间主裂隙扩展区形成的主要原因是切向衍生拉应力。围压使岩石颗粒间产生预应力,导致切向衍生拉应力需克服颗粒之间的初始压应力才能形成张拉裂隙;围压的增大导致岩石颗粒间剪切裂隙比例和摩擦效应提升,产生相同裂隙数目消耗能量增大,抑制了晶间主裂隙扩展区和破碎区的形成,破碎效果降低。 展开更多

关键词 水射流 粒子射流 冲击破岩 辅助破岩 硬岩掘进

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高海拔破碎巷道支护参数优选 被引量：2

19

作者 严体 孙进辉 田敏 《有色金属（矿山部分）》 2024年第2期80-87,共8页

巷道支护参数选择的合理性是保障巷道稳定的关键。针对高海拔破碎围岩巷道变形严重的问题,以某矿山的运输平巷为工程背景,采取现场岩体结构调查,调查巷道的变形破坏状态,采用巷道松动圈声波测试,松动圈厚度在1.2~1.4 m,巷道支护松动圈... 巷道支护参数选择的合理性是保障巷道稳定的关键。针对高海拔破碎围岩巷道变形严重的问题,以某矿山的运输平巷为工程背景,采取现场岩体结构调查,调查巷道的变形破坏状态,采用巷道松动圈声波测试,松动圈厚度在1.2~1.4 m,巷道支护松动圈分类为中松动圈Ⅱ类。基于上述研究,初步确定支护参数,最后用数值模拟软件对支护参数进行优化,采用喷锚网联合支护能满足要求,锚杆网度1.2 m×1.2 m,锚杆长度1.5 m,喷射混凝土厚度100 mm联合支护能满足安全要求。研究成果为该矿区巷道的支护设计提供了理论依据,也为类似工程的设计及施工提供借鉴思路。 展开更多

关键词 破碎围岩 巷道 松动圈 支护参数 数值模拟

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非标大水眼高强度钻杆水力破岩技术 被引量：5

20

作者 李双贵 崔祥 +5 位作者 方建波 黎刚 李翔 李少安 刘发顺 矫健 《断块油气田》 CAS 2013年第3期370-372,共3页

塔里木盆地新生界及中生界地层发育,埋深5 000 m以内,砂泥岩巨厚,但成岩年代较晚,压实程度较低,地层可钻性相对较好,是水力破岩的重点井段。研究出非标大水眼高强度钻杆,以此降低沿程水力消耗,在相同施工泵压下提高钻头水功率及喷射速度... 塔里木盆地新生界及中生界地层发育,埋深5 000 m以内,砂泥岩巨厚,但成岩年代较晚,压实程度较低,地层可钻性相对较好,是水力破岩的重点井段。研究出非标大水眼高强度钻杆,以此降低沿程水力消耗,在相同施工泵压下提高钻头水功率及喷射速度,提高水力破岩效果。现场应用表明,该钻具具有良好的提速效果,钻井周期较设计缩短20.54 d,周期缩短率38.76%,机械钻速提高2.63 m/h,提高率43.62%,在超深井上部井段实现了优快钻进。 展开更多

关键词 超深井 水力破岩 非标大水眼 高强度钻杆

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