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。通過提高一倍鉆壓,試驗PDC鉆頭鉆井不同級別的巖石,不同的巖石,對增大鉆壓時所獲得的鉆速是不相同的。其中以中硬巖層(巖石級別6~7級)鉆速的增長率較高,而較軟(巖石級別4~5級)和較硬(巖石級別8~9級)的巖層則相對增長不大。
當鉆壓加到大于巖石壓入硬度以上時,切削齒切入巖石產生體積破碎,鉆進效果才能明顯,才屬正常鉆進。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,使巖石產生體積破碎。鉆井粘結性軟巖時,易產生堵水糊鉆,鉆壓應選得小些。鉆進研磨性較大的巖層時,鉆壓不足易造成鉆頭早期磨損,鉆壓要適當加大。鉆遇裂隙巖層時,易產生跳鉆,鉆壓應適當降低,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,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力的作用,切削齒在壓入、剪切巖石的過程中被磨損、變鈍或損壞,必然影響鉆進速度。隨著鉆壓的增加,鉆速會不斷提高,而PDC鉆頭的軸承和切削齒等部件也會加速磨損,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)揮重要的作用和價值:疲勞破碎階段:當鉆壓接近巖石壓入硬度時,切削齒雖未切入巖石,但在巖面產生許多裂紋,經切削齒的反復作用,也產生體積破碎;鉆壓與鉆速的關系變化有三個不同階段。表面破碎階段:當鉆壓小于巖石壓入硬度時,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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