14钻进参数主要有哪些?各自起到什么作用?
参考解析: 钻进参数主要有以下三个方面:
钻压:钻压也称轴向压力。钻进时,合金的受钻压切入岩石而钻进:同时,因钻压造成合金与岩石的摩擦而使合金磨损。所以,在选择钻压时,必须在保证质量的前提下从钻进效率和钻头寿命两个方面进行分析、研究。-般情况下,在松软及软岩石中钻进时,因所需钻压不大,对钻速和合金的磨损不是主要问题:而在中硬和硬岩层中钻进时,钻压确定是否合理,对钻速和合金磨损影响很大。
钻压是孔底碎岩的必要条件。钻压的大小决定着碎岩的方式和特点,它直接影响钻进速度。
机械钻速与钻压的关系是:机械钻速随着钻压的增加而不断地增大。这是两者关系的总趋势。具体可分为3个阶段:表面破碎阶段、疲劳破碎阶段、体积破碎阶段。
在钻进过程中,切削具逐渐被磨钝后,切削具与岩石的接触面积逐渐增大,使切削具接触面上的压强减小,以致低于岩石的压入硬度,因而碎岩方式由体积破碎过渡到疲劳破碎,甚至表面破碎,钻速急剧下降。所以,在磨锐式硬合金钻头的钻进过程中,为保持较高的钻速,应随着切削具的磨钝而逐渐增大钻压,直至钻探设备或其他条件限制不可能继续增大钻压时为止。
在磨锐式硬合金钻头钻进中,钻压是-一个重要的钻进参数。钻压必须保证切削具切入岩石,以体积碎岩方式进行钻进。然后,依不同岩石性质(其中主要是岩石的压入硬度研磨性和抗剪强度),并考虑到钻进过程中工作刃的磨钝状况,充分发挥锋利刃的作用,力求达到最高的平均机械钻速(纯钻进效率)和最大的钻 头进尺来确定钻压值。
另一方面,必须充分考虑到实现所要求钻压的可能性。最大钻压除了受切削具本身和钻头本身的强度限制外,还受到钻杆柱和孔底钻具组成的强度以及地面机械设备能力的限制。
在实际生产中,首先确定每颗硬合金切削具上应该施加的压力,然后,再根据-一个钻头上镶焊切削具的数目,计算出总钻压P。
即: P =p.m
式中: P-钻头上的总压力: p一每颗切削具上应加的压力(单颗钻压); m一钻头上切削具的颗数。
钻速:从理论上看,钻速随转速的增如而成正比地增加。但实际上钻速并不随转数的增加而正比增加,转速的增加有其极限值(最优值)。超过此值后,钻速反而会下降,其主要原因一是在高转数的情况下,合金在岩石表面上的作用时间太短,从而影响合金的切人深度,导致钻速下降:另一个原因是在高转数的情况下,孔底温变增高,合金的磨损或磨钝加快而使钻速下降。
泥荼泵拌k:钻进时,冲洗液的质量与数量对钻进速度有很大影响。根据国内外的资料证明,钻速随冲洗液的密度或粘度的增大雨下降。从理论上看,增大冲洗液量,对提高钻速有一定好处。 应当指出,当冲洗液量不足时,孔底颗粒大的岩粉不能被冲起,从而造成孔底重复破碎量的增大,使破碎效率下降:同时,过多的岩粉堆积,也造成合金散热不好,使温度增高,耐磨性降低:有时还易引起堵水、憋泵的现象。但过大的泵量会冲毁岩心或孔壁,并使钻压下降,使钻速降低。当采用大泵量时,则必须给予一定的重视。
送入孔内的冲洗液量、主要是用于清除孔底产生的岩粉和冷却钻头。随着冲洗液量的增加,对孔底清除岩粉和冷却钻头的能力也增强。孔底的清洁状态对钻进影响很大。把孔底破碎下来的岩屑及时冲离孔底,就为连续破碎岩石新鲜面创造了条件,从而避免重复破碎岩屑和无益地消耗功能。同时,孔底清洁也减少了钻具的磨损和防止某些孔内事故的发生。在某些比较松软的岩层,冲洗液流可起到喷射碎岩作用(如石油钻井中的喷射钻井),因此,在硬合金钻进中,尽可能采用较大的泵量是有益的。
但是过大的泵量,使其循环流动阻力也相应地增大,即工作泵压增大。由于流动阻力是流量的平方成正比,所以流动阻力的增长率大大超过泵量的增长率。流动阻力的增大,一大面直 接增加了冲洗泵的负荷:另一方面,过大的泵量还会带来在软地层冲毁岩心和孔壁的问题,并且在岩心顶嘴造成很大的压力,使岩心劈裂而发生岩心堵塞,降低岩心采取率。因此泵量应有一个合理的值。
一-般说来,岩石可钻性级别越低,转速越大,机械钻速 越高,则所用的泵量应越大:孔径越大,所用的泵量也越大。
冲洗液量应保证把岩辑颗粒带出地表。岩属颗粒向上携带主要决定于上升流速(其次也与冲洗液的性能参数有关),而上升速度又与岩屑颗粒尺寸和其密度有关。清水冲洗时,上方流速不应小于0.25m/s,而采用泥浆作冲洗液时,上升液流速度 不应小于0.2m/s,依次流量可按下式来计算。