极地地质钻探是获取地层样品、研究极地地质和气候演变等的重要手段。钻遇脆冰层、暖冰层和冰岩夹层等复杂冰层时,易出现孔壁失稳问题,尤其是冰孔液压致裂,造成钻井液流失和钻孔事故。针对冰孔裂缝萌生和扩展问题,基于近场动力学方法(PD),建立了冰孔裂缝模型,实现了对冰孔周边连续和非连续空间的统一描述,避免了经典连续介质力学微分方程在裂缝尖端的奇异性,分析了裂缝动态扩展过程,探究了液压和断裂韧度的影响机制。实例研究表明,孔内液柱压力促进裂缝萌生和扩展,液压从4.0 MPa增加到6.0 MPa和8.0 MPa,冰孔裂缝萌生和分支数量显著增加,裂缝体积占比从4.88%增加到9.61%和12.54%。断裂韧度阻碍冰孔裂缝扩展,从155 kPa·m0.5加到165 kPa·m0.5和175 kPa·m0.5,裂缝体积占比从13.72%降低到12.13%和9.61%。基于近场动力学的冰孔液压致裂分析表明,钻遇韧脆转换冰层...

水力喷射径向钻孔技术是沟通塔河超深碳酸盐岩储层缝洞的最优技术,现有"喷头+软管"水力喷射径向钻孔工艺难以满足施工要求,新型"连续抽油杆+钻茅喷头"喷射钻孔工艺动密封核心技术国内尚未突破。鉴于此,针对动密封关键结构进行创新性设计,同时研制了相应的动密封组件,并对设计的动密封组件进行了相关的仿真模拟分析和实物带温带压试验。研究结果表明:随着密封过盈量的增加,轴向摩擦力显著增大,并且随着密封级数的累加,轴向摩擦力也逐次增大;新型动密封结构可满足抗压90 MPa、耐温150℃的密封性能要求。研究成果对井下动密封技术的可行性研究进行了论证,也为后续实施"连续抽油杆+钻茅喷头"现场喷射钻孔工艺提供了有力的技术支撑。