低温泡沫钻进技术在漠河盆地冻土井工程的试验研究.pdf

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1、第42卷第5期探矿工程(岩土钻掘工程)Vol_42No.52015年5月ExplorationEngineering(Rock&SoilDrillingandTunneling)May.2015:16—18低温泡沫钻进技术在漠河盆地冻土井工程的试验研究郭威一,孙中瑾,孙友宏,贾瑞一,计胜利一,王元一,陈光华'(1.吉林大学建设工程学院,吉林长春130026;2.国土资源部复杂条件钻采技术重点实验室,吉林长春130026)摘要:低温泡沫钻进技术除了具有岩心采取率高、钻进效率高和孑L内事故少的特点之外,还具有低导热性、低热容量及对钻

2、井孔壁的热干扰小等特点。低温泡沫系统由空压机、泡沫液罐、热交换器、泡沫发生器和参数监测系统组成。通过对泡沫液和空气制冷后,经发泡器混合后可获得低温泡沫。利用低温泡沫作为冲洗介质进行取心钻进,孔内返出的泡沫经消泡后,可再次循环利用。该技术在漠河盆地冻土井工程中进行了应用,经试验数据分析,低温泡沫对冻土层温度的影响极小,岩心采取率高,满足冻土层取心钻进工作的要求。关键词:低温泡沫;冻土层;取心钻进;漠河盆地中图分类号:P634.6文献标识码:A文章编号:1672—7428(2015)05—0016—03ExperimentalRes

3、earchonLowTemperatureFoamDrillingTechnologyinMoheBasinPermafrost/GUOWei,SUNZhong-jin',SUNYou—hong',JIARui',JlSheng—li’,,WANGYuan’,,CHENGuang—hua,(1.CollegeofCon—structionEngineering,JilinUniversity,ChangchuJilin130026,China;2.KeyLaboratoryofMinistryofLandandRe—source

4、sOilComplicatedConditionsDrillingTechnology,ChangchunJilin130026,China)Abstract:Besideshighcorerecoveryofdrillinghole,highdrillingeficiencyandfewdrillingaccident,lowtemperaturefoamdrillingtechnologyhascharacteristicsoflowthermalconductivity,lowthermalcapacityandlittl

5、einfluencetoboreholewalls.Thelowtemperaturefoamsystemiscomposedofaircompressor,foamliquidtank,heatexchanger,foamgeneratorandparametermonitoringsystem.Thelowtemperaturefoamcanbeobtainedinfoamgeneratorbymixingcooledlow—tem-peraturefoamingagentandair.Whilecoringdrilling

6、withthelowtemperaturefoamascirculationmedium,thereturnedfoamcanberecycledagainafterdefoaming.ThistechnologyhasbeenappliedinfrozenformationinMohebasinAccordingtotheexperimentaldataanalysis,thelowtemperaturefoamdrillingtechnologyhaslittleeffectonthepermafrosttempera—tu

7、re,andhighcorerecoverycanmeettherequirementofpermafrostdrilling.Keywords:lowtemperaturefoam:permafrost;coredrilling;Mohebasin0引言更小,可满足获得较低温度岩心的要求。同时,对井冻土是指0oC以下,并含有冰的各种岩石和土壁温度的干扰也极小,可准确判定冻土层的厚度和壤¨]。冻土对温度极为敏感,钻进中冲洗介质的层位。温度必须保持在0cc以下,避免冲洗介质对地层温(2)制冷能量利用率高。由于泡沫的热容量仅度的影响

8、_3J。泡沫是气体分散在液体中所形成的为水的1/4,在满足钻进工艺要求的前提下,所需泡分散体系,稳定泡沫中气液比多控制在60~沫体积与泥浆体积基本相当,一旦达到所需的制冷100l5-61。低温泡沫钻进技术是指所生成的泡沫温温度后,在完成一次井下循环后,泡沫上升的

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