牙轮钻头钻进技术的应用 - 嘉匠机械

山东嘉匠机械水井钻机销售热线

牙轮钻头钻进技术的应用

在钻井机的钻杆和钻铤轴心压力的驱动下,牙轮钻头在井底以钻头公转及牙轮本身的自转而产生的上下往复运动(纵向振动)、静压和剪切作用,来破碎井底岩石。纵向振动是牙轮在滚动过程中,双齿、单齿交替着岩,从而形成整个钻头的纵向振动,构成了轮齿对岩的动压入作用。

牙轮钻头采用牙轮超顶、复锥和移轴的结构,使得在井底滚动的同时产生轮齿对岩石的滑动来实现剪切作用,以提高破碎效果。破碎的坑穴扩大,加上水力作用,冲蚀并扩大了破碎体积,这就形成牙轮钻头对岩石的压入、冲击和剪切的综合破碎机制。

水井钻机常用的牙轮钻头图片

牙轮钻头钻进技术参数

1.钻压

钻压的大小应根据地层的软硬程度确定,而且应考虑到钻头质量、钻具质量、洗井液排量、井身质量要求,以及设备状况、动力情况诸因素。钻井机械在施工中,对于中硬至坚地层岩石,钻压范围一般在每时径1.0一1.5t之间选取。

2.钻头转速

一般而言,钻井机的钻进效率随钻头钻速的增大而提高,但受洗井条件、设备和钻柱强度、岩石性质等因素的制约而不能任意增大转速。在良好的洗井条件下,井底岩屑能及时排除,则钻进效率提升;如洗井条件不好,井底岩屑不能及时排除,势必造成重复破碎,钻进效率低,甚至存在钻头泥包的危害。在研磨性大的地层,如果转速过快,将显著降低钻头的工作寿命,因而不宜采用过快的钻速钻进。常用国产牙轮钻头的钻速推荐位见下表。

三牙轮钻头钻速推荐图表

3.冲洗液量

钻井机在钻进过程中,随着冲洗液量的加大,钻进效率亦相应加大。当排量加大到一定程度时,钻进效率的变化就不大了。一般要求冲洗液的上返速度在1m/s以上,最小则不能小于0.5m/s,否则岩屑不能及时带离井底,易于产生井下复杂状况。在水井施工中,冲洗液排量一般在20-50L/s选取。

4.技术参数的综合确定与掌握

水井钻机在施工中,只有钻压、转速、排量三个参数达到合理配合。才能获得较高的钻进效率。如果钻压、转速增大,排量就需相应增大;又如钻压增大,钻头转速就要相应减小。在硬地层中采用牙轮钻头钻进,一般要求高钻压、大排最、适当的转速。

钻井机常用的三牙轮钻头图片

牙轮钻头钻进的优点及适应性

目前,不论在国内施工还是去国外承包水井工程,一般均采用牙轮钻头钻进工艺,尤其是深水井、地热井施工更是如此。从近年来牙轮钻头使用的领域来看,已扩展到桩基施工、非开挖工程施工、煤矿瓦斯排放井施工,应用范围在不断扩大,产生的社会效益和经济效益非常显著。工程实践证明,采用牙轮钻头钻进工艺对地层及地下水情况无特殊要求,具有适应性好、适用范围广的特点,应大力推广应用。

牙轮钻头钻进工艺同一般筒钻取芯钻进效率相比,要高出1倍到数倍以上,钻头寿命也高,一只三牙轮钻头在5-6级中硬岩石中钻进数十米至百米一般不成问题,成本较低,且一次性投资也不大。钻进过程中增加了纯钻时间、缩短了辅助时间(有时几个班才提一次钻)。所钻井壁圆滑、完整、垂直度高,这也是正循环钻进工艺所特别具有的长处。



cache
Processed in 0.040589 Second.