螺杆取芯技术在深井破碎地层中的应用

2021-09-18吕殿臣

西部探矿工程 2021年8期

吕殿臣

（天津地热勘查开发设计院，天津300250）

天津市东丽区某井设计深度4100m，位于潘庄凸起构造区，地层以白云岩为主，地层裂隙发育且具有晶体杂质填充，岩石沿裂隙纹理易破碎。由3500m定深取芯6回次，每钻进100m取芯进尺4m，取芯累计进尺不小于24m。完整地层取芯率达到70%以上，破碎地层取芯率大于40%。在取芯过程中钻具稍有弯曲导致岩芯在钻头处断掉，造成堵芯。通过使用螺杆提高转数，加快钻头切入地层速度，使得岩石能够在较短的时间进入取芯筒。同时，取芯钻进的过程中尽量减小横向作用力和钻柱的离心力，最终取芯效果和质量显著提高，这种深井取芯钻具组合，不仅提高了复杂地层的岩芯采取率，而且在深井取芯钻进中还能维护破碎地层的稳定。

1 取芯概况

1.1 取芯工具

取芯工具采用ø152.4mm孕镶金刚石取芯钻头（图1）和ø139mmKT140取芯筒（图2），取芯筒上部和ø127mm螺杆钻具（图3）相连接。取芯筒由内筒和外筒组成，内岩芯筒的作用是存储及保护岩芯，取芯时岩芯顺利进入内筒，防止泥浆冲刷岩芯；为了有效保护岩芯，其采用悬挂式滚动轴承装置将内筒挂在外筒的顶部，取芯钻进时内筒不转。外筒的作用是承受钻压、传递扭矩带动钻头旋转及保护内岩芯筒，形成环状岩芯柱。