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项目年度编号
1900110472
中图分类号
TE257
成果公布年份
2019
成果简介
该项目取得成果所属技术领域为矿山工程技术——钻井工程。该项目中大口径工程井直径一般在600mm-1500mm之间，深度在1000m以浅，是矿山企业用于瓦斯抽排、注浆堵水、输氮灭火、排水通风、抢险救援、送冰降温、能源开发等领域的特殊井型，用途特殊、应用广泛、效果较好，具有井眼直径大、套管直径大、套管重量大、下套管风险大、固井难度大、井斜要求严等“五大一严”的难点和特点，应用传统工艺工程建设成功率仅在50%左右，施工事故往往造成严重的经济损失和安全后果，是生产亟需解决的关键技术难题，但国内尚未开展系统的技术研究。
该项目得到省地质科研项目、主管局重点科技攻关项目和研发单位等资金支持，历经近十年技术攻关和生产试验，针对大口径工程井设备选型、配套设备研制以及正循环和反循环钻完井工艺开展系统研发，有效解决了生产效率低、安全风险大、生产成本高等核心问题，推动了大口径工程井行业钻井技术发展和进步。创新点：1.首次提出了大口径工程井井身结构设计方法和分级扩孔成井技术。从安全生产和经济合理方面，提出了等面积扩孔法分级成井技术，明确了适合不同设备选型和井眼直径的扩孔分级成井方案，解决了制约大口径工程井一次成井难、扭矩不足、提升力不够等关键技术，实现成井率达100%。2.首次提出了套管规格设计及强度校核方法和中部浮塞法下管技术。大口径工程井直径之大，所需下入的套管总重远远超出钻井设备的承载和提升能力，创新提出了大口径套管三轴应力强度计算方法，确定了水泥浮塞制作方法、最大下入深度、上部空管段长度及下管技术方案，解决了下入套管过程中易发生粘套管、套管被挤毁事故等关键技术，套管安全下入达100%，避免了安全事故和经济损失的发生。3.发明了大口径工程井气举反循环配套器具。首创研制了大口径工程井气举反循环气水龙头、双壁钻杆、保温套管、扩孔钻头以及井口密封结构、钻杆密封装置、双套管跟管增压装置等，完善了气举正循环和反循环钻进的工艺参数，试验推广了气举反循环钻进工艺在大口径工程井中的应用，生产效率平均提高了40%以上，生产成本下降了30%以上。
该成果获得授权实用新型专利11项，发表论文27篇，获得厅局级奖励11项。经中国工程院院士和吉林大学、中国地质大学、中国地质科学院等高等院校、科研机构以及省属地勘单位的钻井工程领域专家评价，成果达到国内领先水平。该项成果已在河南、山西、安徽等地区推广应用，累计完成瓦斯抽排、注浆堵水等各类大口径工程井近百个，成井率100%，累计产值超过4亿元，其中近三年创造经济效益1.57亿元，经济社会效益显著。
完成人
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