Konstruktion und experimentelle Untersuchung von Kernbits für die Bohrungen in Festgestein in Tiefsee

Design und experimentelle Studie eines Kernbohrers für Hartgesteinsbohrungen in der Tiefsee

Die Hartgesteinsschicht wirkt sich aufgrund ihrer Komplexität ernsthaft auf die Effizienz von Tiefseebohrungen aus und erhöht die Kosten der Bohroperationen erheblich. Bei Bohroperationen im Ozean ist die Konstruktion des Bohrers entscheidend. Daher sollte der Kernbohrer in der Lage sein, in einer Vielzahl von Formationen zu bohren, insbesondere in Hartgesteinsschichten, mit der Funktion, den Bedarf an einem Wechsel des Bohrers aufgrund von Formationsänderungen zu reduzieren und die Bohreffizienz zu verbessern. In dieser Arbeit wurden drei verschiedene Kernbohrer entsprechend der Hartgesteinsschicht des Meeresbodens entworfen: der Rollenbohrer, der Diamantbohrer und der bionische Bohrer. Gemäß den Testergebnissen wurde beobachtet, dass: (1) Es ist vollständig bewiesen, dass der Rollenkernbohrer die Eigenschaften eines stabilen Bohrens in harten Schichten, eines geringen Drehmoments und einer hohen Bohreffizienz aufweist. Mit der gleichen Methode kann der Kern in flachen, weichen Schichten durch die Einstellung der Bohrparameter realisiert werden. (2) Für den Diamantbohrer zeigen die Feldtestdaten, dass der neue Formel-Diamantbohrer eine gute Anpassungsfähigkeit an die sich ändernden Hartgesteinsschichten in diesem Gebiet aufweist, mit einer durchschnittlichen Eindringrate (ROP) von 4,4 m/h und einer Standzeit von 137,75 m. (3) Für den bionischen Bohrer zeigten die Feldexperimentdaten, dass das Bohren in der Formation mit einer Lithologie aus graugrünem Tuff eine Kernrückgewinnung von bis zu 100 % aufwies. Die durchschnittliche ROP betrug 1,35 m/h, und die höchste ROP betrug 1,88 m/h. Die Konstruktion und das Experiment von drei Arten von Bohrern haben das technische Problem des effizienten Bohrens in Tiefsee-Hartgesteinsschichten effektiv gelöst.