沖擊旋轉(zhuǎn)破巖過(guò)程分析.pdf

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1、第34卷第14期企業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)2015年5月Vo1．34No．14TECHN0LOGICALDEVELOPMENTOFENTERPRISEMav．2015沖擊旋轉(zhuǎn)破巖過(guò)程分析張洪勇(勝利工程有限公司海洋鉆井公司勝利九號(hào)平臺(tái)，山東東營(yíng)257000)摘要：隨著石油鉆井難度不斷增大，如何提高石油鉆井的效率和效益顯得非常關(guān)鍵。沖擊旋轉(zhuǎn)破巖是在鉆頭對(duì)巖石產(chǎn)生靜壓力的同時(shí)，對(duì)巖石增加一個(gè)沖擊力，從而提高鉆頭的破巖效率。文章通過(guò)調(diào)研分析，研究了沖擊旋轉(zhuǎn)破巖的過(guò)程，通過(guò)研究對(duì)于提高石油鉆井鉆頭破巖效率，提升鉆井速度，降低鉆井成本提升效益具有積極的作用。關(guān)鍵詞：沖擊；旋轉(zhuǎn)；破

2、巖；效率；沖擊力中圖分類(lèi)號(hào)：TE242．9文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1006—8937(2015)14—0172一O1在當(dāng)前低油價(jià)的大環(huán)境下，如何不斷地提高石油鉆井的效經(jīng)過(guò)巖石的脆塑性破壞，導(dǎo)致巖石不斷的破碎。巖石的破益，降低鉆井成本，是石油鉆井必須要考慮的問(wèn)題。通過(guò)提高井碎效率主要和單位面積巖石受到的應(yīng)力有關(guān)，而且和鉆頭的旋下鉆頭的破巖效率，可以有效地提高石油鉆井的機(jī)械鉆速，提轉(zhuǎn)速度具有較大關(guān)系。當(dāng)單位面積巖石受到的應(yīng)力比巖石的硬升石油鉆井的效益。度小時(shí)，不能導(dǎo)致巖石發(fā)生裂紋，鉆頭僅能夠在巖石表面磨削。石油鉆井是井下鉆頭破碎巖石的過(guò)程，通過(guò)分析井下鉆頭當(dāng)單

3、位面積巖石受到的力和巖石硬度值相當(dāng)時(shí)，可以使巖石產(chǎn)的破巖機(jī)理，得到鉆頭破巖的過(guò)程和影響因素，通過(guò)不斷地改生一系列的裂紋，經(jīng)過(guò)鉆頭不斷的壓入和旋轉(zhuǎn)作用，有效的提進(jìn)優(yōu)化，可以有效的提高石油鉆井鉆頭的破巖效率，降低鉆井高了巖石的破碎效率。當(dāng)單位面積巖石受到的應(yīng)力遠(yuǎn)大于巖石成本。沖擊旋轉(zhuǎn)鉆井是在常規(guī)鉆井的基礎(chǔ)上，在鉆頭和巖石的的硬度時(shí)，在鉆頭旋轉(zhuǎn)沖擊的過(guò)程中，鉆頭可以的沖擊壓人巖接觸面上，除了鉆頭施加的靜壓力之外，鉆頭對(duì)巖石還施加了石，使巖石發(fā)生大的體積破碎，這種情況下，產(chǎn)生的沖擊破巖體脈沖壓力。和常規(guī)的旋轉(zhuǎn)鉆井相比，有效地提高了巖石破巖效積最大，巖石的破碎效率最

4、高。率，改善了巖石的受力條件。雖然常規(guī)三牙輪鉆頭破巖也具有鉆頭的旋轉(zhuǎn)速度對(duì)于破巖效率也具有較大的影響，這是由沖擊的作用，但是常規(guī)牙輪鉆頭破巖的沖擊頻率不高，牙輪鉆于隨著鉆頭旋轉(zhuǎn)速度的增大，鉆頭和巖石的沖擊作用時(shí)間降頭沖擊頻率僅僅和鉆桿的旋轉(zhuǎn)頻率一樣。低，導(dǎo)致巖石的反應(yīng)時(shí)間縮短，影響到鉆頭沖擊破巖的效率。但而且兩個(gè)牙輪問(wèn)對(duì)巖石的沖擊位置距離較遠(yuǎn)，兩者的相互如果旋轉(zhuǎn)的速度過(guò)慢，將導(dǎo)致單位時(shí)間沖擊巖石的次數(shù)減少，協(xié)同疊加作用不明顯，很難實(shí)現(xiàn)巖石大體積破碎。而旋轉(zhuǎn)沖擊同樣會(huì)減小巖石的破碎效率。因此需要一個(gè)合理的鉆頭轉(zhuǎn)速，鉆井則利用軸線(xiàn)的沖擊作用，在牙齒壓入到巖石之

5、后，還會(huì)對(duì)既能夠保證和巖石具有充足的接觸時(shí)間，同時(shí)還能夠盡量增大巖石表面產(chǎn)生沖擊作用，沖擊次數(shù)不僅僅是一次，沖擊的頻率單位時(shí)間內(nèi)鉆頭的沖擊次數(shù)。較高，因此對(duì)巖石的沖擊次數(shù)增多，而且每個(gè)沖擊巖石的位置2沖擊旋轉(zhuǎn)破巖的特點(diǎn)分析距離不是較近，可以實(shí)現(xiàn)巖石沖擊破巖的疊加。從而有效的提高了鉆頭破巖效率，文章通過(guò)研究，分析了旋轉(zhuǎn)沖擊鉆井過(guò)程旋轉(zhuǎn)沖擊鉆井將鉆頭的旋轉(zhuǎn)作用和沖擊作用結(jié)合起來(lái)，形中，巖石破碎的過(guò)程和影響因素，通過(guò)研究對(duì)于充分認(rèn)識(shí)旋轉(zhuǎn)成了井下鉆頭的旋轉(zhuǎn)沖擊破巖。實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)沖擊鉆井的方法有很沖擊鉆井的作用機(jī)理具有積極的意義。多，基本上都是通過(guò)在井下增加一套形成鉆頭

6、沖擊作用的工具，通過(guò)工具的作用，對(duì)鉆頭施加高頻的沖擊振動(dòng)，在鉆頭靜壓1旋轉(zhuǎn)沖擊破巖的過(guò)程和機(jī)理分析作用的下，輔助鉆頭的沖擊破巖作用，有效的提高巖石的破碎通過(guò)對(duì)巖石的力學(xué)分析得到，巖石強(qiáng)度不是固定不變的。效率。巖石的強(qiáng)度會(huì)隨著外界條件的不同而發(fā)生變化。通常情況下巖通過(guò)增加鉆頭的沖擊頻率后，相當(dāng)于增加了鉆頭的沖擊作石的強(qiáng)度會(huì)隨著外界壓力的增大而不斷增加，但是當(dāng)圍壓大于用，鉆頭的沖擊載荷將會(huì)大大增大鉆頭的沖擊力，沖擊頻率的某一個(gè)值后，巖石的強(qiáng)度增加量就不是很大了，巖石強(qiáng)度增加增大，導(dǎo)致巖石發(fā)生變形量增大。在交變沖擊載荷作用下，巖石量趨于穩(wěn)定。在外界壓力增大的過(guò)程

7、中，巖石的脆塑性也會(huì)發(fā)會(huì)產(chǎn)生大量的裂紋，隨著裂紋的不斷產(chǎn)生，巖石的強(qiáng)度迅速下生較大的變化，同壓增大后脆性巖石會(huì)逐漸的發(fā)展成脆塑性。降，隨著鉆頭的繼續(xù)旋轉(zhuǎn)沖擊，導(dǎo)致巖石發(fā)生大的體積破碎，從當(dāng)巖石產(chǎn)生的塑性變形達(dá)到一定程度，巖石開(kāi)始發(fā)生破碎。導(dǎo)而有效的提高巖石的破碎效率，提高石油鉆井的機(jī)械鉆速。在致巖石產(chǎn)生破碎的應(yīng)力，會(huì)隨著載荷速度增加而逐漸增大，巖地層較軟的情況下，鉆頭的旋轉(zhuǎn)沖擊作用不太明顯，但是在中石的塑性變形會(huì)得到抑制，巖石的脆性增大。硬以上的地層，這種作用就非常明顯，通過(guò)鉆頭的旋轉(zhuǎn)沖擊，可因此隨著巖石沖擊動(dòng)載荷的增大，巖石脆性增大，巖石的以有效的提高巖

8、石的破碎效率，提高硬地層的鉆井速度。強(qiáng)度增加。在旋轉(zhuǎn)沖擊鉆井過(guò)程中