深井钻进井底参数测量系统用传感器的分析研究
2021-05-17汤凤林宁伏龙段隆臣
汤凤林,ЕсауленкоВ.Н.,宁伏龙,段隆臣,ЧихоткинВ.Ф.
(1.中国地质大学(武汉)工程学院,湖北 武汉430074;2.АстраханскийГосударственныйТехническийУниверситет,Россияг.Астрахань414025)
1 概述
我国正在进行深部找矿,并且取得了很大成绩,国外也是如此,浅部找矿工作早已完成,现正进行深部找矿乃至超深井钻探[1-4]。钻井工程是个系统工程,包括钻井设备、工具、钻进工艺、操作技术、生产管理等。在根据井深和所钻地层选定设备、工具之后,钻进工艺和操作技术非常重要,直接影响钻井技术经济指标。目前主要还是依靠地面仪表显示的读数指标来指导钻井工艺和操作技术。但是,地面仪表显示的读数与井底参数实际数值有一定差异,例如,钻头载荷指示器(常称钻压表)显示的指标与井底钻头实际载荷、地表钻机上显示的钻头转数与井底钻头转数、地表钻井液流量计显示的流量和井底通过钻头的流量的差别都很大,而且孔越深,差异越大。据俄罗斯超深井钻井研究结果,这个差异可达20%~30%[4-7]。我国计划打一口13000 m的特深地质井,以超过目前世界上最深的前苏联12262 m的科拉超深井,很有意义。但是,深井、特别是超深井钻进时,井底条件非常恶劣,压力可能大于100 MPa,温度T可能大于200℃,各个方向的振动可达10g~100g(g为重力加速度),对测量使用的传感器元器件提出了特殊要求[4-7]。俄罗斯设计出了井底参数自动测量控制系统,其中传感器是关键器具。
俄罗斯在深井,特别是超深井钻进中积累了丰富的经验,现把他们在深井钻进中使用的各类传感器进行整理和分析研究,或许对我国深井钻进有一定的参考价值。……
