三牙轮钻头使用技术样本.doc

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三牙轮钻头使用技术
当前油用钻头市场已不再混乱而变得规范有序,市场竞争向产品差异性和品牌、售后服务的竞争方向发展。市场竟争力两大基石之一,钻头技术服务的作用将会越来越显著。
一、钻头使用资料收集内容
1、地层岩性
地层的岩性和软硬不同,岩石破碎机理不同,造成钻头失效的形式也各异。中国各油田钻井中常见的地层岩性,其岩石物理机械性质均有测定。根据现场收集的地层岩性及每米岩性钻时记录,进行地层岩石的硬度、塑性、脆性、研磨性和可钻性分析,对照钻头的失效形式,确认钻头选型及使用是否合理。
2、井段位置
在地壳中处于不同位置的岩石,其岩石的机械性质变化很大。埋藏较深的岩石,处于多向压缩应力状态,使岩石孔隙减小,强度增加。上部井段一般岩石胶结疏松、质软,钻头转速高、钻压低。下部井段一般岩石质硬、研磨性大,钻头转速低、钻压高、使用时间长。根据收集的井段位置及每米岩性钻时记录,分析地层岩石的硬度、塑性、脆性、研磨性和可钻性特点,对照钻头的失效形式,确认钻头选型及使用是否合理。
3、井身结构不同的井身结构,对钻头的尺寸、型号和使用等均有特殊要求。如造斜钻头一般要求带修边齿或保径结构,使用要求高转速、低钻压等。收集井身结构及钻头选型、使用参数等资料,根据钻头失效的形式,确认钻头选型及使用是否合理。4、钻井参数钻压和转速的确定,既决定着钻头破碎岩石的效率,又影响到钻头牙齿、轴承的磨损。浅井、软地层,钻头以剪切作用为主,一般采用高转速、低钻压。中硬地层,钻头产生剪切、冲击、压碎综合作用,一般采用中等转速和中、高钻压。深井、硬地层,钻头以压碎、冲击为主,一般采用较高钻压、低转速。钻井参数的合理选择,很大程度上决定了钻头的失效形式。收集班报表和指重表记录,分析所用钻井参数及其变化,根据钻头失效形式确定使用的合理性。5、泥浆性能喷射钻井要求泥浆具有:1)低失水、低含砂、适当的切力和PH值,能有效保护井壁、悬浮岩屑;2)低比重、低粘度,能降低循环系统压力、功率损耗;3)在低返速下能有效携带岩屑;4)有良好地剪切稀释特性。地层的地质条件不同,选用泥浆的类型及相关性能不同,影响着钻压、转速、水力参数的配合和钻头的失效形式。泥浆性能是钻头磨损的重要因素,如泥浆含砂对钻头流道冲蚀影响很大。
6、泥浆参数
钻进不同井段,所使用的泥浆排量、缸套直径,喷嘴直径、型号及其组合,对选择钻头压力降和钻头水马力具有实际意义。喷射钻井在强化钻头水力效果的同时,造成了钻头流道的损坏。泥浆参数及变化记录,是钻头失效分析的重要依据。如钻头流道冲蚀失效、牙轮基体冲蚀引起掉齿、断齿等破坏与泥浆参数直接相关。
7、钻柱组合
钻柱是联通地面与井下的枢纽。不同的钻柱结构及在井下的受力状态,决定了钻头所受钻压的大小和方向。如定向钻进或井斜较大时,钻头所受实际钻压比钻压表显示的数据要小,若钻柱组合中带有扶正器,实际钻压更小。同时,由于扶正器与井壁的磨擦作用,使得钻头工作平稳性增强,有利于钻头的使用。
8、钻头质量
钻头质量是钻头使用的根本。入井前检查钻头质量、新度,以及喷嘴安装可靠性,对钻头的使用至关重要。检查钻头入井前质量记录,可区分钻头失效属质量原因还是使用原因。
9、上只钻头
每只钻头的失效,均影响到井底的环境和下只钻头的使用。收集上只钻头失效描述记录,分析上只钻头的失效原因,可确定所用钻头在井下的使用环境,判断井下落物、井径、井底形状等对钻头失效造成的影响。
二、与钻头使用相关的知识(一)、地层岩性地层由岩石组成,岩石主要由石英、长石、云母、方解石、粘士矿物等十几种矿物组成,按照成因岩石分为三大类:火成岩、变质岩和沉积岩。1、地层岩性的种类和特点粘士和黄土:由直径0.01mm以下的粘土矿物微粒组成的沉积岩。泥岩及页岩:粘土类的沉积物经成岩作用而形成的岩石。成块状为泥岩,呈薄片层状的为页岩。含石油沥清丰富,可提炼石油的页岩为油页岩。砂岩:砂粒经胶结在一起形成的岩石。直径为0.5~1mm叫粗砂岩,直径为0.25~0.5mm的叫中砂岩,直径为0.1~0.25mm的叫细砂岩,直径为0.01~0.1mm的叫粉砂岩。按胶结物的不同,砂岩分为硅质、钙质等。砂岩有孔隙,可储存流体。孔隙大的砂岩与裂缝发育的灰岩是渗透性好岩石。砾岩:岩石的颗粒大于1mm叫砾石。由砾石和胶结物形成的岩石叫砾岩。按砾石的大小不同,又分为粗砾岩、中砾岩和细砾岩三种。形状不一且带有棱角的叫角砾岩。石灰岩:主要成分为碳酸钙,由化学沉积作用,在海洋或陆地湖泊内生成,呈块状,比较致密和坚硬。按成分不同,石灰岩又可分为石灰岩、泥灰岩、砂质灰岩、泥质灰岩、白云岩和介壳灰岩(生物骸壳沉积成岩)。含泥质的灰岩塑性较大,质纯的灰岩脆硬。2、地层岩石可钻性与分级岩石的可钻性是决定钻进效率的基本