深海钻探膨胀套管护壁技术

　　勘探技术所钻头中心研制的小口径膨胀套管护壁技术已在地质钻探领域进行了成功应用，尤其是适用于φ76mm裸孔的膨胀套管已成功应用于多个钻孔，使即将面临报废的钻孔重新得以继续钻进，为施工方挽回了巨大的经济损失。在小口径膨胀套管护壁技术研究的基础上，项目组针对不同需求，开始研制适用于不同工况、不同孔径的大口径膨胀套管护壁技术。

　　中国是一个拥有300多万平方公里海域、1.8万公里海岸线的海洋大国，将海洋大国发展成为海洋强国，是实现中国梦的必然选择。而海洋（尤其是深海）资源的开发能力则是能否成为海洋强国的指标之一。为提高我国的大洋钻探能力，充分了解我国领海海底的矿产资源，我国正在自主研发万米大洋钻探船，同步进行研究的还有各种深海钻探工艺与器具，膨胀套管护壁技术则是研究内容之一。

　　若将小口径膨胀套管护壁技术比作在毛细血管内下入支架，那么适用于深海钻探的膨胀套管护壁技术则是在动脉血管内下入支架。两者之间既有相通之处，又有诸多不同。深海护壁与陆地护壁相比具有以下难点：一、深海钻探深度更深，压力更大。与陆地钻探相比，深海钻探的海水深度达几千米，加之钻孔深度，总深度达万米，若采用陆地钻孔的护壁工艺，则膨胀套管将无法承受高压而变形；二、深海钻探岩石硬度更高。对于高硬度岩石，扩孔钻头的寿命及抗磨损性直接影响了扩孔质量，而扩孔质量是影响护壁效果的关键因素。深海钻探起下钻一次耗时长，费用高，因此要求扩孔钻头的寿命更高，切削刃抗磨损能力更强。三、深海钻探不可避免地受到洋流的作用，船只及钻杆的上下起伏直接影响到扩孔作业及护壁作业，这是与陆地钻探最大的不同。四、海上作业费用相当昂贵，水下和地质情况复杂，所以要求膨胀套管在深海钻探中应用要操作简单，施工效率高，可靠性高。

　　基于以上因素，需要根据深海钻探的特殊性，重新制定工艺流程，研制相应的器具；根据需要护壁的孔径研制满足护壁要求的膨胀套管。经过半年多的研究与试验，现已研制出适用于深海护壁的膨胀套管及配套的扩孔器具，并通过了试验验证；制定了适用于深海钻探的护壁工艺流程，为我国自主实施万米大洋钻探提供了技术支撑。

 

　　

　　图1.扩孔钻头试验

　　

　　图2.适用于深海φ241孔径的膨胀套管