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[科普中国]-钻井参数

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钻井参数是指用大直径钻机钻凿开筒时,钻机的钻压、转数、洗井净度和钻速等变量的总称。进行钻井施上设计时,首先确定钻进速度,再根据岩石性质选择刀具类型,按已定钻速、岩石条件和刀具确定钻压、转数,并计算扭矩。再根据能破碎下来的岩屑计算洗井液的流速和流量。

简介钻井参数是指用大直径钻机钻凿开筒时,钻机的钻压、转数、洗井净度和钻速等变量的总称。进行钻井施上设计时,首先确定钻进速度,再根据岩石性质选择刀具类型,按已定钻速、岩石条件和刀具确定钻压、转数,并计算扭矩。再根据能破碎下来的岩屑计算洗井液的流速和流量1。

钻压钻井时施加于破岩刀具上的压力,当加于刀具单位面积仁的压力超过岩石抗压强度时,刀具即切入岩石,使岩石破碎。通常钻压愈大,刀具切入岩石愈深,纯钻进速度愈大。但钻压过人,岩屑不能及时排出,甚至在泥土层中出现泥包钻头现象。对于滚刀钻头,即使刀刃全部压入岩石后,破岩效率也不高。反而加速滚刀磨损,甚至压碎滚刀,出现“跳钻”现象而损伤钻具和设备,所以,应报据岩石的性质和刀具的类别合理确定钻压。为了避免井筒的偏斜,常减压钻进。通常,钻压值为钻头在洗井液内自重的40%-60%,最大不超过80%,钻头的其余重量使钻杆处于受拉状态,以便钻杆垂直钻进2。

转速钻头每分钟旋转的圈数,在洗井干净、钻压合适的条件下,转速愈大。刀具在单位时间内破碎的岩石愈多,纯钻速也愈大。但是,由于转速大,泥浆旋转加快,对井帮冲刷也愈剧烈。特别在砂层中,转速应保证钻头外缘线速度不大于0.7m/s,通常转速愈大,没备功率也愈大。使用滚刀时,转速达到一定值后,滚刀滚动过快,刀齿和岩石接触时间过短,破岩效率反而下降、并且刀具使用寿命随着转速的增大而缩短。在岩石中钻进时,钻头外缘的最大线速度宜为1.5-3.0m/s。

洗井净度(洗井液冲洗量)表示钻进时破碎的岩屑从工作面上清除的及时性和洁净程度。通常,只有及时彻底清除岩屑,才能使刀具与工作面岩石始终保持接触,达到高效破岩,降低能耗。为提高洗井净度,要求洗井液具有必要的流速。一定的流量,从而使洗井液在工作面产生涡流,使岩屑是悬浮状态3。

钻进速度在钻进时间内(包括有效时间和辅助时间)钻进的井筒深度。它是一个重要的综合技术经济指标一钻速是一个与钻压、转速和洗井密切相关的综合结果。但在保证洗井效果的前提下加大钻压和转速能提高钻速。在硬岩中提高钻速最为有效。但在软岩和表土层中钻进时。则不可宫目加大钻压,因为它受洗井和转盘能力的约束,又可按洗井能力确定钻速,再根据钻速确定钻压2。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学