-
摘要: 在深部地热开采中所钻遇的花岗岩地层，由于其硬度高、研磨性强、致密、可钻性差，致使钻进效率低、钻头消耗大、钻探周期长、成本高等。在“张家口地区地热资源调查评价”项目ZK01-2井施工中，为提高钻探效率，降低钻探周期与成本，采用了射流式液动冲击器配牙轮钻头的钻进方法，在硬岩地层中实现了高效破岩的应用效果。钻进过程中还对排量、钻压、转速等多种钻井工艺参数进行了优化分析，并进行了多次现场试验验证。应用结果表明，硬岩地层在进尺相同的条件下，采用射流式液动冲击器提速钻进比常规普钻效率提高了30%以上，大幅提高了硬岩地层的机械钻速，有效提升了钻探效率，起到了高效破岩的作用，为花岗岩等硬岩地层提速增效提供了重要的技术支撑。Abstract: In deep geothermal mining， granite formation encountered in the drilling process will lead to low ROP， high bit consumption， and long drilling time due to its poor drillability， high density and hardness， and strong abrasiveness. In order to improve drilling efficiency， and reduce drilling time and cost， jet-type fluid hammer drilling was used with roller cone bits to efficiently break hard rock formations in geothermal resources survey. At the same time， various drilling process parameters such as displacement， weight on bit， rotation speed， were optimized and field tested for multiple times. Application results showed that for the same footage drilled in hard rock formations， jet-type fluid hammer drilling increased drilling efficiency by 30% over conventional drilling， which greatly increases the mechanical drilling speed in hard rock formations， and effectively increases drilling efficiency， achieving high-efficiency rock breaking. It can provide important technical support for drilling speeding up and increasing drilling efficiency in granite and other hard rock formations.
-
-
[1] 王甲昌，张海平，张仁龙，等.旋冲螺杆钻具在临盘油田的试验应用［J］.探矿工程（岩土钻掘工程），2019，46（12）：44-49.
WANG Jiachang， ZHANG Haiping， ZHANG Renlong， et al. Field testing of rotary-percussive PDM in Linpan Oilfield［J］. Exploration Engineering （Rock and Soil Drilling and Tunneling）， 2019，46（12）：44-49.
[2] [2] 王伟，张士新，郑瑞强，等.旋冲螺杆钻井工具研制与应用［J］.西部探矿工程，2020，32（4）：72-74.
WANG Wei， ZHANG Shixin， ZHENG Ruiqiang， et al. Development and application of rotary screw drilling tools［J］. West-China Exploration Engineering， 2020，32（4）：72-74.
[3] [3] 王检军.液动冲击旋转钻井技术应用探讨［J］.石油和化工设备，2020，23（6）：72-74.
WANG Jianjun. Discussion on the application of hydraulic impact rotary drilling technology［J］. Petro & Chemical Equipment， 2020，23（6）：72-74.
[4] [4] 尹慧博.强力液动射流式冲击器在彭州4-2D井的应用［J］.石油化工应用，2020，39（9）：35-39.
YIN Huibo. Application of powerful hydro-efflux hammer in Pengzhou 4-2D well［J］. Petrochemical Industry Application， 2020，39（9）：35-39.
[5] [5] 王磊，张仁龙，索忠伟，等.适应于PDC钻头的液动射流冲击器改进及应用［J］.石油机械，2018，46（12）：12-16，23.
WANG Lei， ZHANG Renlong， SUO Zhongwei， et al. Improvement and application of hydraulic jet impactor adapted to PDC bit［J］. China Petroleum Machinery， 2018，46（12）：12-16，23.
[6] [6] 吴鹏，韦忠良，吕苗荣，等.射流式液动冲击器优化设计研究［J］.石油机械，2014，42（7）：24-27，31.
WU Peng， WEI Zhongliang， Miaorong LÜ， et al. Hydraulic jet hammer design optimization［J］. China Petroleum Machinery， 2014，42（7）：24-27，31.
[7] [7] 谢仁海，渠天祥，钱光谟.构造地质学［M］.徐州：中国矿业大学出版社，2007：25-37.
XIE Renhai， QU Tianxiang， QIAN Guangmo. Structural Geology［M］. Xuzhou： China University of Mining and Technology Press， 2007：25-37.
[8] [8] 索忠伟.Ø228.6mm射流冲击器研制及硬地层提速试验［J］.石油钻探技术，2019，47（4）：54-58.
SUO Zhongwei. The development of Ø228.6mm hydro-efflux hammer and ROP increase test in hard formations ［J］. Petroleum Drilling Techniques， 2019，47（4）：54-58.
[9] [9] 李广国，索忠伟，王金荣，等.塔河油田液动射流冲击器+PDC钻头提速技术［J］.石油钻探技术，2013，41（5）：71-75.
LI Guangguo， SUO Zhongwei， WANG Jinrong， et al. Improve ROP with hydraulic percussion hammer and PDC bit in Tahe Oilfield［J］. Petroleum Drilling Techniques， 2013，41（5）：71-75.
[10] [10] 方永春，邵士柱.液动冲击器分析及现场应用［J］.新疆石油科技，2018，28（2）：7-10.
FANG Yongchun， SHAO Shizhu. Analysis and field application of hydraulic impactor［J］. Xinjiang Petroleum Science & Technology， 2018，28（2）：7-10.
[11] [11] 索忠伟，尹慧博，张海平，等.旋冲钻井技术在内蒙古意1井的应用［J］.探矿工程（岩土钻掘工程），2014，41（3）：18-20，24.
SUO Zhongwei， YIN Huibo， ZHANG Haiping， et al. Application of rotary-percussion drilling technology in Yi1 well of Inner Mongolia［J］. Exploration Engineering （Rock and Soil Drilling and Tunneling）， 2014，41（3）：18-20，24.
[12] [12] 陈少成.基于液动冲击器的硬地层高效破岩技术研究［D］.西安：西安石油大学，2020.CHEN Shaocheng. Research on efficient rock breaking technology for hard formations based on hydraulic impactor［D］. Xi’an： Xi’an Shiyou University， 2020.
[13] [13] 孙强，杨冬冬，彭枧明，等.高能射流式液动锤在花岗岩中的钻进研究［J］.探矿工程（岩土钻掘工程），2016，43（8）：39-43.
SUN Qiang， YANG Dongdong， PENG Jianming， et al. Experimental research on high energy liquid-jet hammer in granite drilling［J］. Exploration Engineering （Rock & Soil Drilling and Tunneling）， 2016，43（8）：39-43.
[14] [14] 贾涛，徐丙贵，李梅，等.钻井用液动冲击器技术研究进展及应用对比［J］.石油矿场机械，2012，41（12）：83-87.
JIA Tao， XU Binggui， LI Mei， et al. Research progress and application of contrast on hydraulic impactor for drilling［J］. Oil Field Equipment， 2012，41（12）：83-87.
[15] [15] 张鹏飞，葛东，程靖清，等.高能射流式液动锤在赵固一矿井下穿层注浆钻孔中的应用［J］.探矿工程（岩土钻掘工程），2018，45（5）：4-7.
ZHANG Pengfei， GE Dong， CHENG Jingqing， et al. Application of high energy liquid-jet hydraulic hammer in layer-crossing grouting drilling Zhaogu Mine 1 underground［J］. Exploration Engineering （Rock & Soil Drilling and Tunneling）， 2018，45（5）：4-7.
[16] [16] 李秋杰，王春华，李玉海，等.液力衡扭旋冲提速工具及其在达深16井的应用［J］.探矿工程（岩土钻掘工程），2015，42（1）：31-33，37.
LI Qiujie， WANG Chunhua， LI Yuhai， et al. Application of hydraulic constant torque rotary percussion tool in Dashen16 well of Daqing Oilfield［J］. Exploration Engineering （Rock & Soil Drilling and Tunneling）， 2015，42（1）：31-33，37.
[17] [17] 尹慧博，索忠伟，李博东，等.沙特HWY区块HWY-116井提速技术［J］.石油钻探技术，2020，48（5）：34-38.
YIN Huibo， SUO Zhongwei， LI Bodong， et al. Drilling rate improvement technology adopted in Well HWY-116 of the HWY Block， Saudi Arabia［J］. Petroleum Drilling Techniques， 2020，48（5）：34-38.
[18] [18] 殷子横，索忠伟，张硕坤，等.Ø228mm射流冲击器在涪陵二开的应用研究［J］.石油机械，2017，45（6）：13-16.
YIN Ziheng， SUO Zhongwei， ZHANG Shuokun， et al. Application of Ø228mm jet impactor in the second spud in block Fuling［J］. China Petroleum Machinery， 2017，45（6）：13-16.
[19] [19] 索忠伟.射流式冲击器水平井段试验及失效分析［J］.探矿工程（岩土钻掘工程），2019，46（6）：59-63.
SUO Zhongwei. Fluid hammer field test and failure analysis in horizontal wells［J］. Exploration Engineering （Rock and Soil Drilling and Tunneling）， 2019，46（6）：59-63.
-
计量
- 文章访问数: 558
- PDF下载数: 123
- 施引文献: 0
下载: