钻井中的钻压问题
钻井时不可避免地会遇到钻压问题,它直接影响钻井速度和钻头的损坏形式,也影响整个工程的进度。一般情况下,随着小型钻机钻孔深度的增加,钻压必然会相应增加。随着钻压的增加,小型钻机的钻进速度会不断提高,钻头的轴承、切削齿等零件也会加速磨损。介绍了小型钻机工作过程中,钻压在三个不同施工阶段对钻进的不同影响。
小型钻井机械的钻压与机械钻速的关系有三个不同的阶段。
体积破碎阶段:当压钻高于岩石硬度时,切削齿切入岩石产生体积破碎,钻进效果可明显,为正常钻进。应用于牙轮钻头的钻压须满足切削齿能够压入岩石,导致岩石体积破碎的要求。
疲劳阶段:当钻压接近岩石硬度时,切削齿没有切入岩石,但在岩石表面产生许多裂纹,体积在切削齿的反复作用下破碎。
表面破碎阶段:当钻压低于压岩硬度时,切削齿不能切入岩石,只能以摩擦的形式破碎岩石表面的岩石,对切削齿造成很大的磨损。小钻机的钻孔速度随着钻压的增加而增加,小钻机的钻孔速度很低。
钻压是井底岩石破碎的必要条件。钻压决定了岩石破碎的方式和特征。在钻井中,钻头受到轴向压力和旋转力的作用,在压剪岩石的过程中,切削齿磨损、变钝或损坏,必然会影响钻井速度。通过将钻压增加一倍,实验性牙轮钻头钻入不同等级的岩石。结果表明,当钻压增加时,不同的岩石对于小型钻机具有不同的机械钻速。其中,小型钻机在中硬岩层(岩石等级6-7)的机械钻速较高,而在软岩层(岩石等级4-5)和硬岩层(岩石等级8-9)的机械钻速相对较小。钻进粘性软岩时,容易产生堵水膏钻,钻压应选择较小的。