金刚石钻进工艺.pptx

金刚石钻进工艺主讲人：王刚金刚石钻进工艺一、合理选择金刚石钻头金刚石钻头可钻进各类岩石，但在实践中出现反常现象：在某些地层中，钻头金刚石耗量大而进尺少；在另一些地层中，钻头的钻速很低，甚至出现钻头“打滑”不进尺的情况；一种钻头在这个地区钻效很高，而在另一个地区却效果很差。金刚石钻进中所选用的钻头必须和所钻的岩性相适应。金刚石钻进工艺金刚石钻头原则（1）软至中硬和完整均质岩层，一般宜用天然表镶钻头、复合片钻头、聚晶钻头。（2）硬至坚硬致密的岩层，一般用孕镶钻头，尖环槽钻头，细粒表镶金刚石钻头。（3）在破碎、软硬互层、裂隙发育或强研磨性岩层，宜用尖齿型广谱钻头或耐磨性好的、补强的电镀孕镶钻头。（4）胎体耐磨性的原则：强研磨性岩层，选用高耐磨性胎体；中等研磨性岩层，选用中等耐磨性的胎体；弱研磨性岩层，选用低耐磨性的胎体。金刚石钻进工艺金刚石钻头原则（5）复杂岩层，研磨性越强、越硬，选用金刚石晶级好、粒度相对细的钻头。（6）强研磨性、破碎的岩层，选用金刚石浓度较高的钻头。反之，均质致密、弱研磨性的岩层，选用浓度较低的钻头。（7）岩层软，排粉多，选用复合片钻头或聚晶钻头，易冲蚀的岩矿层取心，应采用底喷式钻头。金刚石钻进工艺二、金刚石钻进规程参数金刚石钻进规程参数：影响钻进规程参数因素：评定钻进规程依据：钻速钻头总进尺单位进尺的耗量岩层性质钻头类型钻压转速冲洗液量金刚石钻进工艺（一）钻压三个破碎阶段：表面研磨破碎疲劳破碎体积破碎金刚石钻进工艺随钻压的增加，单位进尺的金刚石耗量也增长很快。过大的钻压使金刚石耗量急剧增大，并导致钻速下降，因此，钻压值应选择在图中的最优区内。金刚石钻进工艺1、表镶金刚石钻头的钻压P据岩石硬度、金刚石的抗压强度确定钻压：钻压P——每粒工作金刚石与岩石接触应力大于岩石的抗压入硬度σC,小于金刚石的强度σD。?金刚石钻进工艺钻压：P=mp（N）m——工作金刚石的粒数，为总粒数的2/3~3/4；P——单粒金刚石允许的压力，N/粒；F——单粒金刚石与岩石接触面积（）。?金刚石钻进工艺2、孕镶金刚石钻头的钻压W据岩石硬度、孕镶钻头上的金刚石颗粒多、出刃量小，可认为是胎体唇面与岩石全断面接触钻压对金刚石的抗压强度的影响降为次要因素。根据岩石的性质确定钻压W：金刚石钻进工艺钻压：W=Fq（N）F——钻头实际工作唇面面积（）q——单位唇面面积推荐的压力。??中硬岩石取4～5N/（）坚硬岩石取6～7N/（）金刚石钻进工艺3、选择和施加钻压时注意：（1）岩石性质：软岩层或破碎、非均质岩层宜选下限钻压（2）金刚石：金刚石质量好、数量多、粒度大时宜选用上限钻压，反之，则取下限钻压（3）钻头类型：钻头直径大、壁厚、岩石接触面积大时，宜选用上限钻压。金刚石钻进工艺3、选择和施加钻压时注意：（4）新钻头与孔底的磨合：在磨合阶段应使用低钻压、低转速，使钻头唇面形状与孔底及岩心根部逐渐相吻合。（5）孔底实际钻压：钻孔弯曲、泵压的脉动和岩性不均质造成钻具振动，使孔底实际的瞬时动载可能是地表仪表指示钻压的0～3倍。因此，对于深孔、斜孔和非均质岩层应取较小的钻压。金刚石钻进工艺（二）转速金刚石钻头与硬质合金钻头不同，金刚石出刃小，以多刃切削、研磨破碎岩石要获得较好的钻进效率，主要靠提高单位时间内的切削岩石的次数。其变化规律基本呈线性正比关系。1、转速与机械钻速、钻头磨损间的关系01金刚石钻进工艺（二）转速转速与钻速的变化规律如图。在较高的钻压下，转速对钻速的影响更显著，呈正比线性关系；钻压偏低未达到碎岩应力时，钻头反而有被抛光的趋势，钻速随转速增加而下降。1、转速与机械钻速、钻头磨损间的关系02金刚石钻进工艺（二）转速1、转速与机械钻速、钻头磨损间的关系转速与切削具磨损之间的关系比较复杂，存在一个最优合理值，即在一定的转速下，切削具的磨损量最小，钻速适中，钻头进尺最佳。03金刚石钻进工艺2、转速的确定（1）表镶金刚石钻头的线速度表镶金刚石钻头所用金刚石粒度较大，出刃量较大，允许有较大的切入量，转速应低于孕镶钻头。推荐的线速度为1～2m/s。（2）孕镶金刚石钻头的线速度孕镶金刚石钻头的金刚石粒度很小，出刃量微小，靠高转速来获取钻进效率。推荐的线速度为1.5～3m/s。金刚石钻进工艺2、转速的确定（3）转速选择的一般原则在中硬至硬、中等研磨性的完整岩层中，一般可采用较高转速；在坚硬致密的岩层中，主要靠钻压破碎岩石，宜采用较低转速；在复杂地层中钻进，宜采用较低转速；金刚石钻进工艺（三）冲洗液泵量金刚石钻头唇面排粉漫流间隙小，极易形成岩屑重复破碎、岩粉堵塞，使孔底排粉和冷却条件恶化，故对钻头水口和冲洗液水力学提出了特殊要求。1、金刚石钻进对冲洗液量的特殊要求01金刚石钻进工艺1、金