超万米特深井高温高压环境钻进关键难点OA
针对超万米特深井钻进过程中高温高压环境下钻头进尺难、钻具易失效、钻井风险高等问题,本文从岩石脆延性转化、钻头磨损加剧、动力传递衰减、轨迹控制失准和钻井液高温失效5个方面,对主要技术难点进行了系统讨论。结果表明,超万米井下高温高压条件会改变岩石破碎机理,使岩石由以脆性破坏为主逐渐向脆塑性耦合破坏转变,增加破岩难度;钻头在高温、高载荷和强磨蚀条件下磨损与失效风险显著增加,使用寿命缩短;长钻柱摩阻与振动导致地面动力传递效率下降,井下动力钻具因密封、轴承及弹性元件性能劣化导致输出能力和工作可靠性下降;垂钻工具则因电子元器件在高温高压下发生性能漂移或损坏造成轨迹控制失准;高温还会导致钻井液流变性劣化、滤失性能和稳定性降低,削弱其携岩、冷却和井壁稳定作用。超万米特深井钻进难点具有显著的多因素耦合特征,其本质在于深部地层高温高压极端环境下,钻具系统与钻井液的协同失效。因此,未来需从多场耦合破岩机理、耐高温钻具关键材料及结构和智能钻井液体系等方面开展针对性研究,为超深井钻探工艺优化与工具研发提供支撑。
尹宇森;孙友宏;徐绍涛;徐良;窦世超;王之鸿
中国地质大学(北京)工程技术学院,北京100083 中国地质大学(北京)深部探测与成像全国重点实验室,北京100083 中国地质大学(北京)极地地质与海洋矿产教育部重点实验室,北京100083中国地质大学(北京)工程技术学院,北京100083 中国地质大学(北京)深部探测与成像全国重点实验室,北京100083 中国地质大学(北京)极地地质与海洋矿产教育部重点实验室,北京100083 东南大学土木工程学院,江苏南京211189中国地质大学(北京)工程技术学院,北京100083 中国地质大学(北京)深部探测与成像全国重点实验室,北京100083 中国地质大学(北京)极地地质与海洋矿产教育部重点实验室,北京100083中国地质大学(北京)工程技术学院,北京100083 中国地质大学(北京)深部探测与成像全国重点实验室,北京100083 中国地质大学(北京)极地地质与海洋矿产教育部重点实验室,北京100083中国地质大学(北京)工程技术学院,北京100083 中国地质大学(北京)深部探测与成像全国重点实验室,北京100083 中国地质大学(北京)极地地质与海洋矿产教育部重点实验室,北京100083中国地质大学(北京)工程技术学院,北京100083 中国地质大学(北京)深部探测与成像全国重点实验室,北京100083 中国地质大学(北京)极地地质与海洋矿产教育部重点实验室,北京100083
天文与地球科学
深地探测特深井高温高压岩石脆延性转化钻头磨损动力钻具垂钻工具钻井液
《钻探工程》 2026 (4)
P.14-23,10
地球深部探测与矿产资源勘查国家科技重大专项课题(编号:2024ZD1000907)国家自然科学基金项目(编号:U25B201409、U23A2025)中央高校新教师基本科研能力提升项目(编号:2652025021)。
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