粒子冲击钻井关键设备

  粒子冲击钻井系统包括粒子注入系统、PID钻头、粒子处理系统。

 

  1.粒子注入系统装置.

 

  粒子注入系统将一定量的粒子均匀地注入到钻井液中,钻井液携带粒子进入立管并传递到井底的钻头,以满足钻井破岩的目的。主要有粒子存储罐、机架、输送机构和升降机等组成,如图1所示。升降机将粒子举升到机架顶部,粒子注入到加料斗,粒子在重力作用下沿输送管进入螺旋挤压机,在螺旋挤压机和钻进液压力的作用下,将粒子注入到钻井液循环系统[3]。从根本上讲,粒子注入系统研究的核心是如何将粒子按照一定比例、均匀地注入到高压钻井液中。

 

  此外还要考虑粒子尺寸、形状、粒子注入方式、流量控制、粒子冲击岩石的速度等对粒子注入系统的要求。

 

  现场应用PID钻进7h,进尺28m,常规钻进24h,进尺27. 4m,钻速提高5倍钻进8h,进尺36. 6m,最长运行记录北美最坚硬、最具研磨性的岩层总进尺104. 5m,平均钻速5. 4m /h,常规钻速1. 2m /h对改进的注入系统测试,依靠机械力移动粒子进入立管?165mm的井眼成功钻遇64口井(摘自PDTI公司二季度统计)2.PID钻头.

 

  PID钻头侧翼底部和钻头中心圆锥体上布置有硬质合金齿,能以低钻压和低扭矩方式破碎井底岩石,形成环形岩脊。钻头外缘布置有保径齿,增加钻头的耐磨性与稳定性,同时具有扶正防斜的作用[4]。破碎的岩石环槽由于释放了原有的地应力。

 

  岩石的破碎强度降低,更加容易钻进。PID钻头钻硬夹层时的花费是常规钻井的80%,缩短钻井1 /3的钻井时间。

 

  3.粒子冲击钻井处理系统装置.

 

  粒子处理系统包括转动的滚筒、环形分离器和磁铁分离器,如图1。粒子返到地面时,粒子、岩屑和钻井液固相在振动筛上被捕获,被重新传递到粒子处理系统内,通过环形分离器和磁铁分离器。破碎的粒子可以从岩屑和钻井液中分离,洗净后进入转动的旋转储罐,存储并搅动粒子防止粘结成块,并注入井下重复利用。