金剛石全麵鑽頭的合理使用及規程選擇
由於金剛石性脆,耐衝擊性差,熱敏感性強,故其使用條件比其他鑽頭嚴格得多。
1. 對孔底清潔的要求
在下入金剛石鑽頭前,必須用帶取粉管的與金剛石鑽頭形狀相似的硬質合金鑽頭修井。用水力把孔底的大岩屑、碎金屬等物衝上來,沉落在取粉管中。
2. 新鑽頭初磨
選用的新金剛石鑽頭直徑必須小於非金剛石鑽頭,並進行磨合鑽進。初轉速宜用40~50r/min,初始鑽壓為正常鑽壓的1/8,約鑽進0.15~0.2m後再轉入正常鑽進。
3. 正常鑽進的參數選擇
(1) 鑽壓 確定鑽壓要考慮地層岩性和水力衝洗引起的孔底舉離力。通常在軟地層中鑽頭唇麵的最大比壓為6.9MPa。在硬地層,因金剛石切深小,與岩石接觸麵積小,而且在硬地層中金剛石易因過載而碎裂,故推薦用較小的比壓,一般為5.1MPa。用於不同地層的不同口徑金剛石鑽頭的鑽壓值可按圖5-14來選定。正常鑽進的鑽壓值應當先選曲線的下限,隨著金剛石的磨鈍逐漸增大鑽壓,但不宜超過曲線的上限。通過估算或查曲線得出的鑽壓值還應加上孔內浮力和舉離力的影響才是實際的鑽壓值。
(2) 轉速 在鑽頭磨合後, 理想的轉速應盡可能高些, 才能充分發揮金剛石鑽進的效益。 一般認為安全的轉速為150r/min, 在地層條件、 鑽杆質量和設備能力允許的條件下, 轉速增至300r/min鑽效更好。金剛石鑽頭配合渦輪鑽時, 已成功地用於600~1 100r/min並取得良好效果。
(3) 泵量 泵量首先應滿足環形空間最低反流速度的要求,同時又要保證清洗孔底和冷卻鑽頭的需要。圖5-15給出了不同直徑鑽頭推薦采用的泵量範圍,高密度泥漿選用其下限,低密度則選用其上限。
圖5-14 推薦的鑽壓值 |
圖5-15 推薦的泵量值 |