射流式液动冲击器在ZK01-2井提速应用研究
2021-11-12袁文真张德龙张杰丰陈晓华
钻探工程 2021年10期
郭 强,翁 炜,袁文真,张德龙*,杨 鹏,张杰丰,陈晓华
(1.北京探矿工程研究所,北京100083;2.中国地质科学院,北京100037;3.河北省煤田地质局第四地质队,河北 张家口075100)
0 引言
深部地热资源钻探开采中,常会遇到岩石硬度高、可钻性差、研磨性强的致密花岗岩地层,这些地层的不利因素往往会造成钻头磨损严重、机械钻速缓慢、钻具消耗加剧等系列问题,从而导致钻井作业周期长,钻探综合成本大幅提高。目前,为提高机械钻速多采用螺杆钻具搭配牙轮钻头对硬岩地层进行快速研磨,从而达到提速钻进的目的。由于螺杆钻具自身转速较高,很大程度上加快了牙轮钻头的磨损,降低了牙轮钻头自身使用寿命,增加了钻井耗材成本。同时,这也会导致钻探施工现场频繁起下钻,影响钻井作业周期[1-2]。
随着硬岩提速技术不断发展,液动冲击器的应用得到普及。液动冲击器是利用高压钻井液推动活塞冲锤上下往复运动,撞击钻头,使钻头在回转、钻压、冲击共同作用下快速破碎地层。该孔底动力钻具可有效改善上述缺陷,实现快速钻进[3]。为缩短钻探周期,节约钻井成本,实现硬岩地层提速钻进,本文论述了采用射流式液动冲击器在致密花岗岩硬岩地层进行提速应用的情况。
1 冲击器工作原理及技术要求
在地质钻探中,射流式液动冲击器是以泥浆或清水等流体为介质,通过射流原件在腔体内形成通道交替变化的高压射流,推动活塞上下往复运动,将轴向高频冲击载荷传递给钻头,起到破岩的作用。……
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