亿万国际

亿万国际

螺旋钻机钻进泥岩或泥层时打滑的原因

2021-09-27 15:45:41 昌恒机械(xie)

螺(luo)旋(xuan)钻(zuan)(zuan)机在钻(zuan)(zuan)进(jin)泥(ni)(ni)岩或泥(ni)(ni)层时,经常发生打滑,即(ji)钻(zuan)(zuan)机的压力作用无效,不(bu)能钻(zuan)(zuan)进(jin)或难以钻(zuan)(zuan)进(jin),从而(er)影响施工进(jin)度和生产效率(lv)。以下是(shi)旋(xuan)转钻(zuan)(zuan)机泥(ni)(ni)岩钻(zuan)(zuan)井(jing)的一种有效方法。

一、泥岩(yan)简介

泥(ni)(ni)(ni)岩(yan)(yan)(yan)(yan)、砂(sha)(sha)质泥(ni)(ni)(ni)岩(yan)(yan)(yan)(yan)、泥(ni)(ni)(ni)质砂(sha)(sha)岩(yan)(yan)(yan)(yan)、砂(sha)(sha)岩(yan)(yan)(yan)(yan)、页岩(yan)(yan)(yan)(yan)等沉积(ji)岩(yan)(yan)(yan)(yan)中含有丰富的(de)(de)(de)(de)(de)氧化(hua)(hua)(hua)物,呈红(hong)(hong)(hong)色、暗红(hong)(hong)(hong)色或褐色,故统(tong)称(cheng)红(hong)(hong)(hong)砂(sha)(sha)岩(yan)(yan)(yan)(yan)。红(hong)(hong)(hong)砂(sha)(sha)岩(yan)(yan)(yan)(yan)主(zhu)要由(you)颗(ke)粒碎(sui)屑构造和(he)泥(ni)(ni)(ni)质胶结(jie)构造组成(cheng)(cheng)。大(da)多(duo)数(shu)红(hong)(hong)(hong)砂(sha)(sha)岩(yan)(yan)(yan)(yan)在大(da)气环境作用(yong)下会(hui)发生破碎(sui)、破碎(sui)甚至(zhi)泥(ni)(ni)(ni)化(hua)(hua)(hua)。因此,红(hong)(hong)(hong)砂(sha)(sha)岩(yan)(yan)(yan)(yan)的(de)(de)(de)(de)(de)粒度(du)(du)和(he)粒度(du)(du)分布会(hui)随着干湿循环的(de)(de)(de)(de)(de)时间进程而变化(hua)(hua)(hua)。泥(ni)(ni)(ni)岩(yan)(yan)(yan)(yan)是一(yi)种由(you)泥(ni)(ni)(ni)和(he)粘(zhan)土固化(hua)(hua)(hua)而成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)沉积(ji)岩(yan)(yan)(yan)(yan)。它的(de)(de)(de)(de)(de)组成(cheng)(cheng)类(lei)似于结(jie)构和(he)页岩(yan)(yan)(yan)(yan),但并不(bu)脆弱(ruo)。不(bu)明显(xian)(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)层理或页岩(yan)(yan)(yan)(yan)的(de)(de)(de)(de)(de)粘(zhan)土岩(yan)(yan)(yan)(yan)。泥(ni)(ni)(ni)岩(yan)(yan)(yan)(yan)具有吸(xi)水性和(he)粘(zhan)结(jie)性。下图(tu)显(xian)(xian)示(shi)了(le)一(yi)个典型(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)泥(ni)(ni)(ni)岩(yan)(yan)(yan)(yan)地(di)层。

二、打滑原因(yin)

在施工过程(cheng)中,如果采用干(gan)孔(kong)钻进(jin)泥(ni)(ni)岩(yan),钻进(jin)效率较高;如果采用双层底桶,钻进(jin)效率较高,但(dan)荷载较大;一旦水进(jin)入孔(kong)内,就会立(li)即出现滑脱现象,所以滑脱直接与水或(huo)泥(ni)(ni)浆有(you)关,因此泥(ni)(ni)岩(yan)滑脱的主要原(yuan)因如下:1。泥(ni)(ni)岩(yan)。硬(ying)度(du);2. 水或(huo)泥(ni)(ni)浆润滑;3.泥(ni)(ni)岩(yan)吸水软化。

三、使用(yong)不同的钻(zuan)探(tan)(tan)工具进行钻(zuan)探(tan)(tan)

1. 螺杆钻(zuan)(zuan)(zuan)斗钻(zuan)(zuan)(zuan)水孔泥(ni)岩(yan)时,由(you)于(yu)泥(ni)岩(yan)被水软化,螺杆钻(zuan)(zuan)(zuan)斗前端锥头将填(tian)满泥(ni)岩(yan)矿渣土(tu)形(xing)成(cheng)整(zheng)体(ti),使(shi)钻(zuan)(zuan)(zuan)具(ju)失去(qu)钻(zuan)(zuan)(zuan)进功能(neng)。不(bu)可持续钻(zuan)(zuan)(zuan)井后,水或泥(ni)浆进入钻(zuan)(zuan)(zuan)斗与泥(ni)岩(yan)之间,起润(run)滑作用,形(xing)成(cheng)滑移。

2. 采(cai)用双底截桶钻(zuan)(zuan)进泥(ni)岩水孔(kong)时,截尾钻(zuan)(zuan)进方法是采(cai)用前合(he)金(jin)钻(zuan)(zuan)头(tou)钻(zuan)(zuan)进。合(he)金(jin)头(tou)容易破(po)碎成泥(ni)岩,但(dan)由于前合(he)金(jin)头(tou)很(hen)短,采(cai)用固定(ding)合(he)金(jin)头(tou)的(de)(de)截尾体(ti)必须随动。由于刀体(ti)过钝,会(hui)形成阻力,导致刀体(ti)破(po)碎成泥(ni)岩过浅,泥(ni)岩具有胶结作用,因而不能达(da)到(dao)破(po)碎效果。此(ci)外,在钻(zuan)(zuan)井过程中,大量的(de)(de)泥(ni)浆会(hui)附着在钻(zuan)(zuan)斗的(de)(de)外壁上(shang),造(zao)成“浮钻(zuan)(zuan)”。因此(ci),如果不能继续钻(zuan)(zuan)井,就会(hui)发生(sheng)打(da)滑。

3.通过以上分析,泥岩的胶结性不易破碎(sui)。需要更锋(feng)利的刀具,更深的钻进(jin)深度,更小的切(qie)削阻力,才能达到切(qie)割破碎(sui)的效果(guo)。

四、泥(ni)岩钻进(jin)打滑的处(chu)理:

因(yin)此,选择双底打(da)捞(lao)桶(tong),切割(ge)钻孔符合上(shang)述(shu)分析。但实际(ji)的砂斗也(ye)会(hui)打(da)滑,但涉及(ji)的因(yin)素很多。

1. 钻(zuan)桶上的(de)缺陷(xian),如中(zhong)心定位(wei)不易太(tai)长,太(tai)宽,太(tai)钝,齿(chi)(chi)(chi)尖(jian)的(de)角度和牙齿(chi)(chi)(chi)间的(de)间隙位(wei)置,边缘(yuan)的(de)牙齿(chi)(chi)(chi),的(de)直(zhi)径的(de)类型铲斗齿(chi)(chi)(chi)或齿(chi)(chi)(chi)尖(jian)的(de)穿,**提高齿(chi)(chi)(chi)尖(jian)的(de)长度,以(yi)减少接触(chu)面积。下图(tu)所(suo)示的(de)钻(zuan)头(tou)斗是专门针对泥岩钻(zuan)井而改(gai)进(jin)的(de),包(bao)括斗齿(chi)(chi)(chi)反(fan)装、斗齿(chi)(chi)(chi)加长等。

2. 桶的(de)直(zhi)径越大,接触面积越大,越难克服(fu)滑移(yi)。因此,桩(zhuang)的(de)直(zhi)径越大,可以(yi)先使用桶的(de)直(zhi)径越小。

3.克(ke)(ke)服滑(hua)(hua)(hua)(hua)移(yi)(yi)的(de)(de)主要原因(yin)是水或(huo)浆(jiang)体润(run)滑(hua)(hua)(hua)(hua)引起(qi)的(de)(de)滑(hua)(hua)(hua)(hua)移(yi)(yi)。因(yin)此(ci),只(zhi)要克(ke)(ke)服了软(ruan)化泥(ni)岩和地(di)表水或(huo)泥(ni)浆(jiang)的(de)(de)影响,就可以克(ke)(ke)服泥(ni)岩的(de)(de)滑(hua)(hua)(hua)(hua)移(yi)(yi)。克(ke)(ke)服这(zhei)一(yi)问(wen)题后,应进(jin)行连续压(ya)钻,尽量减(jian)小(xiao)动力头在孔内的(de)(de)空转(zhuan),使水或(huo)泥(ni)浆(jiang)不能(neng)进(jin)入切(qie)削(xue)表面,使齿尖始终与干燥地(di)质接(jie)触,能(neng)正常钻进(jin)。

4. 操作控(kong)制(zhi)非常重要。由于泥(ni)(ni)岩坚硬、胶结良好,在水(shui)润滑(hua)条件下不易切(qie)割(ge)。首(shou)先,必须将动(dong)力(li)(li)头提高到(dao)*高水(shui)平。之后(hou),必须控(kong)制(zhi)动(dong)力(li)(li)头缓慢和(he)连续(xu)(xu)地旋(xuan)转。动(dong)力(li)(li)头的速度和(he)压力(li)(li)必须很(hen)好地匹配。如(ru)果压力(li)(li)冲程完成(cheng),则(ze)没有(you)插入(ru)。泥(ni)(ni)岩、再提起动(dong)力(li)(li)头继(ji)续(xu)(xu)钻探,直到(dao)地质荷载(zai)切(qie)入(ru)上升,然后(hou)继(ji)续(xu)(xu)钻探,当荷载(zai)过(guo)大时,需要提起动(dong)力(li)(li)头降低(di)荷载(zai),从而保护钻机部件。当载(zai)荷降低(di)时,应继(ji)续(xu)(xu)通过(guo)防水(shui)或泥(ni)(ni)浆(jiang)进入(ru)切(qie)削表面来降低(di)摩擦(ca)系数。

5. 由于泥(ni)岩软(ruan)化,在(zai)滑(hua)(hua)(hua)变分级钻(zuan)井中存在(zai)两种滑(hua)(hua)(hua)变现象。一是(shi)支撑滑(hua)(hua)(hua)脱,即泥(ni)岩滑(hua)(hua)(hua)脱;另(ling)一种是(shi)泥(ni)岩滑(hua)(hua)(hua)脱,因为泥(ni)岩较难(nan)钻(zuan)探和切割,在(zai)水下(xia)或泥(ni)浆润滑(hua)(hua)(hua)下(xia)会(hui)发生(sheng)滑(hua)(hua)(hua)脱。因此,为了有效(xiao)地(di)处理(li)滑(hua)(hua)(hua)差,有必(bi)要对滑(hua)(hua)(hua)差类型进(jin)行(xing)识(shi)别(bie)。

6. 这两种滑脱的区别(bie)是非常重要的,而且处理(li)方法(fa)也不尽相同。如果泥(ni)岩软化(hua),基(ji)底滑移被反向正向压力(li)所克(ke)服。如果泥(ni)岩的刚性较强(qiang),且摩擦系数随水(shui)的减(jian)小(xiao)而减(jian)小(xiao),则(ze)可通过上述一系列积分方法(fa)加以(yi)克(ke)服。由于胶结材(cai)料的不同和(he)风化(hua)程度(du)的不同,泥(ni)岩的强(qiang)度(du)差异较大,并不是所有的泥(ni)岩都(dou)可以(yi)用切割方法(fa)钻(zuan)取。