鉆壓是鉆井的重要參數(shù),即要有利充分發(fā)揮切削齒切入巖層的能力,又要{zd0}限度地降低切削齒的磨損。通過(guò)提高一倍鉆壓,試驗(yàn)PDC鉆頭鉆井不同級(jí)別的巖石,不同的巖石,對(duì)增大鉆壓時(shí)所獲得的鉆速是不相同的。其中以中硬巖層(巖石級(jí)別6~7級(jí))鉆速的增長(zhǎng)率較高,而較軟(巖石級(jí)別4~5級(jí))和較硬(巖石級(jí)別8~9級(jí))的巖層則相對(duì)增長(zhǎng)不大。
當(dāng)鉆壓加到大于巖石壓入硬度以上時(shí),切削齒切入巖石產(chǎn)生體積破碎,鉆進(jìn)效果才能明顯,才屬正常鉆進(jìn)。因此,施加在牙輪鉆頭上的鉆壓必須滿足切削齒能壓入巖石,使巖石產(chǎn)生體積破碎。鉆井粘結(jié)性軟巖時(shí),易產(chǎn)生堵水糊鉆,鉆壓應(yīng)選得小些。鉆進(jìn)研磨性較大的巖層時(shí),鉆壓不足易造成鉆頭早期磨損,鉆壓要適當(dāng)加大。鉆遇裂隙巖層時(shí),易產(chǎn)生跳鉆,鉆壓應(yīng)適當(dāng)降低,避免崩、斷切削齒。鉆壓是井底破巖的必要條件。鉆壓的大小決定著破巖的方式和特點(diǎn),直接影響到鉆井速度和鉆頭的破壞形式。在鉆井中,
PDC鉆頭受軸向壓力和回轉(zhuǎn)力的作用,切削齒在壓入、剪切巖石的過(guò)程中被磨損、變鈍或損壞,必然影響鉆進(jìn)速度。隨著鉆壓的增加,鉆速會(huì)不斷提高,而PDC鉆頭的軸承和切削齒等部件也會(huì)加速磨損,影響到鉆速。
PDC鉆頭在不同的階段中具有不同的作用和使用性能,保證能夠在一定的范圍中發(fā)揮重要的作用和價(jià)值:疲勞破碎階段:當(dāng)鉆壓接近巖石壓入硬度時(shí),切削齒雖未切入巖石,但在巖面產(chǎn)生許多裂紋,經(jīng)切削齒的反復(fù)作用,也產(chǎn)生體積破碎;鉆壓與鉆速的關(guān)系變化有三個(gè)不同階段。表面破碎階段:當(dāng)鉆壓小于巖石壓入硬度時(shí),切削齒不能切入巖石,只能在巖石表面以磨擦形式破碎巖石,對(duì)切削齒磨損較大,雖然鉆速也隨鉆壓的加大而正比增加,但鉆速很低。
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