基于重力排渣的机械破岩钻井技术工艺方面取得了一定的进展，研发了适合不同地质条件和工程条件的大直径反井钻机、定向导孔钻机、上向反井钻机、导井式竖井掘进机等机械破岩装备。在工程应用实践验证和行业智能化发展要求下，在岩石高效破碎、钻具稳定可靠、钻井偏斜控制、智能钻进等方面依然需要进行突破。

　　（1）针对地层条件和岩石结构特点，基于滚刀破岩机理研究、力学模型建构与刀具研制，研发出硬岩高效破碎系列刀具，提出大体积破岩多种刀具联合布置方式，形成大直径钻头刀具布置方法。

　　（2）基于破岩机理与滚刀布置方式的研究，构建刀具破岩基本参数之间相互关系，建立下排渣钻井钻速分析模型；在设定的钻井深度、钻井直径、岩石条件和需要达到的钻进速度基础上，确定钻机的钻压、扭矩、转速等主要技术参数[14]；考虑摩擦损失和事故处理等因素，确定钻井配套设备的技术参数，以满足不同工况钻井需求。

　　（3）针对高强稳定钻具性能要求，以钻具受力分析为基础，研究钻具的变形、疲劳损伤和破坏失效特征，建立钻具荷载、运动与应力应变方程，确定钻具的结构形式与稳定器的布置方式，研究钻具可靠连接结构，形成钻具配套体系，避免钻具断裂导致的钻井事故。

　　（4）针对偏斜控制精度难题，研究引入随钻测量及钻进方向智能控制系统，根据不同工程条件和对井孔精度要求，对于螺杆钻具纠偏，不同类型旋转导向钻进、地质导向钻进，及数据传输技术进行适用性研究，达到满足工程要求与经济合理的钻进偏斜控制。

　　（5）基于多种传感器对钻进数据的自动采集与传输技术，通过对钻进参数和钻进运行状态的分析，判识所穿过地层岩石条件，基本确定岩石物理力学参数范围，形成孔内钻具状态、地层条件反馈与判识为基础的智能钻进技术，研究钻井设备智能控制方法，实现钻进参数实时分析、反馈控制，以满足无人化和智能化钻进的需求。

来源：《基于重力排渣的大直径井筒钻掘技术与工艺体系研究》