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打井三牙輪鉆頭對巖石破碎效率的影響

點擊次數:   更新時間:2019-03-06 15:10:03   【關閉分    享:
      打井三牙輪鉆頭對巖石的破碎效率影響因素有哪些呢?下面就來給大家講一下。
      一、鉆頭轉速對巖石破碎速度的影響
      對于低塑性巖石(如大理巖)和脆性巖石(如花崗巖),在所研究的轉速范圍內,其機械鉆速Vm與鉆頭速度n成直線關系。對于高塑性及多隙巖石(如白堊和多孔石灰巖),在相當低的轉速時,其相互關系已偏離直線。
      其原因在于對塑性高及多孔巖石,其從變形到破碎,需要較長的時間,而牙齒與巖石的接觸時間大約是幾個毫秒。鉆頭的轉速越高,則牙齒與巖石的接觸時間越短。接觸時間不足以使巖石達到完全的破碎,這意味著增大鉆頭轉速時,鉆頭每轉一圈所破碎的巖石深度就要減少。
      巖石的塑性系數越大,需要接觸時間越長,因此,不宜采用很高的轉速。當鉆頭類型選定之后,對于具體的特定巖層,存在一個合理的鉆壓和轉速的配合,以達到較高的破巖效率,而巖石不同的硬度和塑性系數是選擇這兩個參數的重要依據。
      二、鉆壓對巖石破碎速度的影響
      巖石的破碎過程大致劃分為三個區段,牙齒單位面積上承受的鉆壓稱為比載荷。
      1、鉆進開始時,比載荷遠小于巖石的硬度,比載荷P與機械鉆速Vm成正比。此時,破碎的過程只具表面的性質,稱為“表面破碎區”。
      2、隨著比載荷的增大,逐漸接近巖石的硬度值,牙齒每次對巖石的沖擊,使井底巖石出現微裂紋,促進了破碎。當某處的巖石經過牙齒多次沖擊而產生了體積破碎,此時機械鉆速Vm增加較快。
      3、當鉆壓已達到或超過巖石硬度值時,牙齒每次沖擊作用都能使巖石產生體積破碎,稱為“體積破碎區”。進一步提高鉆壓,可以使巖石發生二次體積破碎。這時機械鉆速迅速增加,巖石破碎效率較高。因此,在鉆進時選用的鉆壓,應避免造成低效率的表面破碎,而應達到較高效率的體積破碎。
      一般地說,提高鉆壓有利于提高機械鉆速,但這有個前提,就是要在承載能力范圍內。
較優的鉆壓就是,達到牙齒每次沖擊作用都能使巖石產生二次體積破碎,又在鉆頭的承載能力范圍內。
      以上就是關于打井三牙輪鉆頭對巖石的破碎效率影響因素,大家都了解了嗎?希望對大家有所幫助。
      小編:Amanda

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