冲击旋转破岩过程分析.pdf

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1、第34卷第14期企业技术开发2015年5月Vo1．34No．14TECHN0LOGICALDEVELOPMENTOFENTERPRISEMav．2015冲击旋转破岩过程分析张洪勇(胜利工程有限公司海洋钻井公司胜利九号平台，山东东营257000)摘要：随着石油钻井难度不断增大，如何提高石油钻井的效率和效益显得非常关键。冲击旋转破岩是在钻头对岩石产生静压力的同时，对岩石增加一个冲击力，从而提高钻头的破岩效率。文章通过调研分析，研究了冲击旋转破岩的过程，通过研究对于提高石油钻井钻头破岩效率，提升钻井速度，降低钻井成本提升效益具有积极的作用。关键词：冲击；旋转；破

2、岩；效率；冲击力中图分类号：TE242．9文献标识码：A文章编号：1006—8937(2015)14—0172一O1在当前低油价的大环境下，如何不断地提高石油钻井的效经过岩石的脆塑性破坏，导致岩石不断的破碎。岩石的破益，降低钻井成本，是石油钻井必须要考虑的问题。通过提高井碎效率主要和单位面积岩石受到的应力有关，而且和钻头的旋下钻头的破岩效率，可以有效地提高石油钻井的机械钻速，提转速度具有较大关系。当单位面积岩石受到的应力比岩石的硬升石油钻井的效益。度小时，不能导致岩石发生裂纹，钻头仅能够在岩石表面磨削。石油钻井是井下钻头破碎岩石的过程，通过分析井下钻头当单

3、位面积岩石受到的力和岩石硬度值相当时，可以使岩石产的破岩机理，得到钻头破岩的过程和影响因素，通过不断地改生一系列的裂纹，经过钻头不断的压入和旋转作用，有效的提进优化，可以有效的提高石油钻井钻头的破岩效率，降低钻井高了岩石的破碎效率。当单位面积岩石受到的应力远大于岩石成本。冲击旋转钻井是在常规钻井的基础上，在钻头和岩石的的硬度时，在钻头旋转冲击的过程中，钻头可以的冲击压人岩接触面上，除了钻头施加的静压力之外，钻头对岩石还施加了石，使岩石发生大的体积破碎，这种情况下，产生的冲击破岩体脉冲压力。和常规的旋转钻井相比，有效地提高了岩石破岩效积最大，岩石的破碎效率最

4、高。率，改善了岩石的受力条件。虽然常规三牙轮钻头破岩也具有钻头的旋转速度对于破岩效率也具有较大的影响，这是由冲击的作用，但是常规牙轮钻头破岩的冲击频率不高，牙轮钻于随着钻头旋转速度的增大，钻头和岩石的冲击作用时间降头冲击频率仅仅和钻杆的旋转频率一样。低，导致岩石的反应时间缩短，影响到钻头冲击破岩的效率。但而且两个牙轮问对岩石的冲击位置距离较远，两者的相互如果旋转的速度过慢，将导致单位时间冲击岩石的次数减少，协同叠加作用不明显，很难实现岩石大体积破碎。而旋转冲击同样会减小岩石的破碎效率。因此需要一个合理的钻头转速，钻井则利用轴线的冲击作用，在牙齿压入到岩石之

5、后，还会对既能够保证和岩石具有充足的接触时间，同时还能够尽量增大岩石表面产生冲击作用，冲击次数不仅仅是一次，冲击的频率单位时间内钻头的冲击次数。较高，因此对岩石的冲击次数增多，而且每个冲击岩石的位置2冲击旋转破岩的特点分析距离不是较近，可以实现岩石冲击破岩的叠加。从而有效的提高了钻头破岩效率，文章通过研究，分析了旋转冲击钻井过程旋转冲击钻井将钻头的旋转作用和冲击作用结合起来，形中，岩石破碎的过程和影响因素，通过研究对于充分认识旋转成了井下钻头的旋转冲击破岩。实现旋转冲击钻井的方法有很冲击钻井的作用机理具有积极的意义。多，基本上都是通过在井下增加一套形成钻头

6、冲击作用的工具，通过工具的作用，对钻头施加高频的冲击振动，在钻头静压1旋转冲击破岩的过程和机理分析作用的下，辅助钻头的冲击破岩作用，有效的提高岩石的破碎通过对岩石的力学分析得到，岩石强度不是固定不变的。效率。岩石的强度会随着外界条件的不同而发生变化。通常情况下岩通过增加钻头的冲击频率后，相当于增加了钻头的冲击作石的强度会随着外界压力的增大而不断增加，但是当围压大于用，钻头的冲击载荷将会大大增大钻头的冲击力，冲击频率的某一个值后，岩石的强度增加量就不是很大了，岩石强度增加增大，导致岩石发生变形量增大。在交变冲击载荷作用下，岩石量趋于稳定。在外界压力增大的过程

7、中，岩石的脆塑性也会发会产生大量的裂纹，随着裂纹的不断产生，岩石的强度迅速下生较大的变化，同压增大后脆性岩石会逐渐的发展成脆塑性。降，随着钻头的继续旋转冲击，导致岩石发生大的体积破碎，从当岩石产生的塑性变形达到一定程度，岩石开始发生破碎。导而有效的提高岩石的破碎效率，提高石油钻井的机械钻速。在致岩石产生破碎的应力，会随着载荷速度增加而逐渐增大，岩地层较软的情况下，钻头的旋转冲击作用不太明显，但是在中石的塑性变形会得到抑制，岩石的脆性增大。硬以上的地层，这种作用就非常明显，通过钻头的旋转冲击，可因此随着岩石冲击动载荷的增大，岩石脆性增大，岩石的以有效的提高岩

8、石的破碎效率，提高硬地层的钻井速度。强度增加。在旋转冲击钻井过程中