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鋼粒鑽進的井底工作過程

鑽井機在施工鑽進時,向井底投以鑽粒,由筒狀鋼質鑽頭在一定壓力下回轉,拖動碾壓鑽粒而破碎岩石的鑽進方法稱為鑽粒鑽進。鑽粒可以由不同的材質製作,如鑄鐵、鑄鋼合金鋼等,目前廣泛采用的是切製鋼粒,故稱為鋼粒鑽進。下麵小編為大家講解一下鋼粒鑽進的井底工作過程。

選用鋼粒鑽進施工時、在岩芯管的下端接有鑽粒鑽頭,鑽頭上開有水口,當在井底投有一定量的“自由”鋼粒時。鑽粒鑽頭就壓在了這些鋼粒上。因而,在鑽進中鑽頭向下加一定的軸向壓力,並做回轉運動、同時衝洗液由鑽頭內間隙流經井底而轉向,再由鑽頭外間隙上返流出,進行洗井。這樣,井底的鑽粒受鑽粒自重、鑽頭壓力、回轉離心力以及衝洗液流的衝刷力等多種力的作用。在這些力的綜合作用下,井底鋼粒分布在鑽頭底部及鑽頭內、外環狀間隙之中,鑽頭外部的鋼粒將多於鑽頭內部的鋼粒。但在鑽頭回轉中,處在鑽頭水口部位的鋼粒又落入水口,並在鑽頭的回轉作用下。部分鑽粒順著水口的斜邊進入鑽頭底唇下麵,參與破碎井底岩石的鋼粒之中。

水井鑽機施工現場

水井鑽機在鑽進過程中值得注意的是,衝洗液流的大小決定著井底鋼粒的分布狀態,影響到鋼粒能否及時地補充到鑽頭的底部。衝洗液流還有對外環間隙中的鋼粒起到漂浮和分選作用,它把在鑽進過程中磨小和磨碎而沒有用的鋼粒和岩粉(合稱鑽粉)衝洗出去,而把尚可繼續使用的鋼粒(工作鑽粒)分選留下。所以,在鋼粒鑽進中,衝洗液流的大小先受到分選井底鋼粒要求的限製,不能過大。而又十分明顯的是,衝洗液流受此種限製,還要滿足井孔衝洗的要求、特別是在鑽杆柱環隙井筒內,衝洗液的上返流速還不能過小。因此,在粗徑鑽具的上端,還必須安置取粉管,以便沉澱鑽粉,這就構成了鑽粒鑽進的一個特點。

在鋼粒鑽進中,每當回次進尺開始時,將一定數量的鑽粒由鑽杆內孔或在下鑽前由井口投入井底(稱為投砂)。然後調節水量,下放鑽具,開始鑽進。隨著井底的鑽粒不斷破碎岩石、增加進尺。同時在內、外環隙中的鋼粒對岩芯和井壁也會有磨削、導致岩芯變細、井壁擴大的不良作用,這種現象在鑽進過程中雖應當力求減少,但難以避免。

水井鑽機在施工過程中,鋼粒不斷地被磨小、磨碎、消耗減少,同時鑽頭唇麵也在不斷地被磨耗。當鑽頭水口減小到一定程度或絕大部分鋼粒被消耗而使鑽速大大下降時,回次鑽程就應當結束。新的回次開始前,需要再投入鑽粒和修整鑽頭、所以在鋼粒鑽進中,鋼粒和鑽頭的消耗量很大。