牙轮钻头的正确使用方法

 

(—)不一样地层岩性对钻头失效的影响

     地层岩性对钻头失效的影响表如今钻井技能上:影响钻进速度、钻头进尺;使钻井进程呈现井漏、井喷、井塌和卡钻等复杂情况;使泥浆功能发作改变;影响井眼质量,如井斜、井径不规则,进而影响固井质量。经过剖析地层岩性及其对钻井技能的影响,可对钻头选型和运用的合理性进行判别。

 

    粘土、泥岩和页岩层影响:很简单吸收泥浆中的自在水而胀大,使井径减小,构成下钻遇阻,乃至卡钻,跟着浸泡时刻的延伸,又会发作掉块脱落,使井径扩展,构成井塌。应尽量运用清水或低比重低粘度的泥浆钻进。炭质页岩联接力弱,简单垮塌。泥质岩层质软,钻速快,也简单泥包。

 

    砂岩:其性质依颗粒的巨细、成分以及胶结物的不一样有很大不一样。颗粒越细、石英颗粒越多、硅质和铁质胶结物越多则越硬,对钻头磨损越大,如石英砂岩;泥质胶结物越多,云母和长石的成分越多则较软易钻;颗粒越粗,胶结物越少,渗透性越好,易发作泥浆的渗透性漏失,并在井壁上构成较厚的泥饼,致使粘附卡钻等复杂情况,构成钻头的非正常运用。

 

    砾岩:在砾岩层中钻进易发作跳钻、蹩钻和井壁垮塌;当泵排量小或泥浆粘度低时,砾石颗粒不易上返,对钻头牙轮体和牙齿损坏较大。

 

    石灰岩:通常质硬,钻速慢、进尺少。有的有缝缝洞洞发育,钻遇缝洞时,会致使蹩钻、放空、泥浆漏失等,井漏后有时还会发作井喷。

 

    石灰岩地层对钻头进尺、机械钻速和钻头失效影响很大。别的,当地层软硬交织,如泥岩与较硬的砂岩相间,易发作井斜;地层倾角较大时易发作井斜。钻头在斜井中钻进易构成损坏。当岩层中含有可溶性盐类,如石膏层、岩盐层等,会损坏泥浆的功能,影响到钻头的正常运用。

 

    (二)、钻井技能

   

    通常指钻压、转速和泥浆排量三个钻进进程中可操控的技能参数。在实践使用中,钻井技能应根据地层条件、钻头类型、钻井设备和操作人员技能水平拟定。按其需求和条件的不一样,钻井技能分有:

 

    1)优化钻井技能:在必定条件下,能到达最佳经济目标的钻井技能参数。

 

    2)强化钻井技能:为到达更高的钻进速度,选用比通常钻井参数高的钻井参数。

 

    3)特别钻井技能:为了特别意图而选用特别办法或受约束的钻井参数。

 

    不一样的钻井参数需求选用不一样标准、类型的钻头,钻进中其钻头失效方法也各具特色,应区别对待。

 

    1、钻压对钻进的影响

   

    钻压是井底破岩的必要条件。钻压的巨细决议着破岩的方法和特色,直接影响到钻进速度和钻头的损坏方法。在钻进中,钻头受轴向压力和反转力的作用,切削齿在压入、剪切岩石的进程中被磨损、变钝或损坏,必定影响钻进速度。跟着钻压的添加,钻速会不断进步,而钻头的轴承和切削齿等部件也会加快磨损,影响到钻速。钻压与钻速的联系改变有三个不一样期间。

 

     外表破碎期间:当钻压小于岩石压入硬度时,切削齿不能切入岩石,只能在岩石外表以磨擦方法破碎岩石,对切削齿磨损较大,尽管钻速也随钻压的加大而正比添加,但钻速很低;

   

    疲惫破碎期间:当钻压挨近岩石压入硬度时,切削齿虽未切入岩石,但在岩面发作许多裂纹,经切削齿的重复作用,也发作体积破碎;

   

    体积破碎期间:当钻压加到大于岩石压入硬度以上时,切削齿切入岩石发作体积破碎,钻进作用才干显着,才属正常钻进。因而,施加在牙轮钻头上的钻压有必要满意切削齿能压入岩石,使岩石发作体积破碎。

   

    经过进步一倍钻压,实验牙轮钻头钻进不一样等级的岩石,结果表明:不一样的岩石,对增大钻压时所取得的钻速是不相同的。其间以中硬岩层(岩石等级6~7级)钻速的添加率较高,而较软(岩石等级4~5级)和较硬(岩石等级8~9级)的岩层则相对添加不大。钻进粘结性软岩时,易发作堵水糊钻,钻压应选得小些。钻进研磨性较大的岩层时,钻压缺乏易构成钻头早期磨损,钻压要恰当加大。钻遇裂隙岩层时,易发作跳钻,钻压应恰当降低,防止崩、断切削齿。钻压是钻进的重要参数,即要有利充沛发挥切削齿切入岩层的才能,又要最大极限地降低切削齿的磨损。

 

    2、转速对钻进的影响

   

    转速表明直径必定的钻头旋转的快慢,是钻进进程中用以衡量反转速度的目标。钻进时,不一样硬度岩石的破岩状况不一样,钻压对其影响也不相同,因而钻头转速对破岩进程和机械钻速的影响,要思考岩性与破岩时刻要素。

 

    (1)软地层钻进中的转速

   

     在软而塑性大、研磨性小的岩层(如粘土类岩层)中钻进时,切削齿切削下来的岩屑厚度等于切削齿切入岩石的深度,且钻进中切削齿的磨损很小。因而,在软地层中钻进,当钻压必守时,转速与机械钻速成正比添加。

 

    (2)中硬及硬地层钻进中的转速

   

    中硬及硬地层压入硬度较大、研磨性较高,切削齿在钻进中不断被磨钝,齿与岩石触摸面积也不断增大,使得岩石破碎时变形和裂隙发育时刻延伸,难度添加,钻速变慢,而需求更大的钻压。跟着地层硬度的进步,钻头破岩时刻延伸,增大钻速,会使岩石破碎进程发育不能彻底,切削齿还未充沛破碎岩石,就与岩石分脱离,致使破岩深度减小。因而,受破岩时刻的约束,为防止切削齿较快磨损,在中硬及硬地层中钻进时不能过火增大转速。

 

   (3)不一样岩石中钻进的转速

   

    不一样的岩石,钻速随转速添加均有必定的改变曲线和极限转速。在粘土类岩石中钻进,钻速随转速成正比添加;在坚固的、高研磨性岩石中钻进,钻速随转速添加而添加相对缓慢,因为破岩时刻延伸,极限转速比其它类岩石要小,当转速超越极限转速,将致使钻速降低。

   

    经过进步一倍转速,实验牙轮钻头钻进不一样等级的岩石,结果表明:岩石等级为4级的大理石,钻速添加率为93%,岩石等级为9级的斑状花岗岩,钻速添加率仅为28%,从4级到9级,钻速添加率呈递减曲线。因而,对较软的研磨性地层,进步转速有利,而对坚固的高磨性地层,则含义不大。

   

    在实践作业中,进步转速遭到钻杆柱强度、长度和钻头功能及钻井设备才能的约束。现期间,跟着小井眼钻井技能的开展,以及钻杆柱在井内作业状况的改进和选用领先的润滑剂以减小反转磨阻的研讨,高转速将得到充沛使用.

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