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熱點新聞 PDC鉆頭泥包的現(xiàn)象及處理方法
2018-04-25 16:11?
我公司生產(chǎn)的鉆頭主要有金剛石地質(zhì)鉆頭、取芯鉆頭、不取芯鉆頭、金剛石薄壁鉆頭、PDC鉆頭、金剛石擴(kuò)孔器等，其中PDC鉆頭在礦山、交通、水電等領(lǐng)域都有很好的應(yīng)用。在使用PDC鉆頭進(jìn)行鉆進(jìn)時，經(jīng)常會造成鉆頭泥包現(xiàn)象，主要表現(xiàn)為：
一、PDC鉆頭泥包的常見現(xiàn)象
1、鉆進(jìn)時進(jìn)尺明顯變慢，或者說鉆時明顯升高；
2、增大鉆壓或減小鉆壓對鉆速無明顯影響；
3、地層變化時對鉆速影響不大；
4、一般情況下泵壓略有升高或無明顯變化；但有時也會出現(xiàn)高泵壓，甚至堵死鉆頭水眼，阻塞循環(huán)通道；
5、鉆頭牙齒不能有效吃入地層，表現(xiàn)出扭矩變小或扭矩波動范圍減小；
6、起下鉆出現(xiàn)“拔活塞”現(xiàn)象；
7、短起下鉆過后鉆速明顯變慢，繼續(xù)鉆進(jìn)可能會逐漸恢復(fù)原鉆速而泥包解除,或者繼續(xù)變慢造成嚴(yán)重泥包致無法鉆進(jìn)；
8、鉆井中發(fā)生鉆具刺漏、循環(huán)出現(xiàn)短路，處理完后鉆速明顯變慢。
二、造成鉆頭泥包的原因
1、地質(zhì)因素：所鉆地層為上部不成巖的軟泥，極易粘帖于鉆頭表層，壓實后造成鉆頭泥包；地層中的泥頁巖雖成巖，但易于水化分散，使井眼內(nèi)泥質(zhì)或固相含量大增，吸附于鉆頭表面造成鉆頭泥包；或者地層中含有分散狀石膏，造成泥漿污染后，泥漿中的有害固相難于清除，使鉆頭被泥包的機(jī)率大增；地層滲透率高，在壓差作用下，吸附井筒內(nèi)有害固相及未及時攜帶出的巖屑，形成厚泥餅，起下鉆時在PDC鉆頭下方堆積造成鉆頭泥包。
2、泥漿性能因素：泥漿抑制性差，無法控制泥頁巖的水化分散；固相含量和粘切過高，鉆出的巖屑難于清除，易吸附在鉆頭表面，如果使用的是無固相鉆井液，鉆頭是絕對不會發(fā)生泥包的；泥漿比重偏高，失水大，易形成過厚的粗糙泥餅；潤滑性能差、鉆頭表面無法形成有效的保護(hù)膜，鉆井液中的劣質(zhì)固相易吸附在鉆頭上。
3、工程技術(shù)因素：鉆進(jìn)中排量小，不能有效清洗井底及鉆頭，同時上返速度不足，巖屑在井內(nèi)滯留時間長，粘附于井壁形成厚泥餅，尤其是中上部鉆速高時更為嚴(yán)重；在軟泥巖地層，鉆壓過大，地層或鉆屑與鉆頭表面形成直接接觸，造成鉆頭泥包；長裸眼下鉆未進(jìn)行中途循環(huán)，從井壁上刮下的泥餅或鉆屑則會泥包鉆頭。
4、鉆頭選型因素：水眼設(shè)計無法滿足排屑要求；流道排屑角阻礙了鉆屑順利脫離井底。
5、操作水平因素：下鉆速度過快，鉆頭不是在順著螺旋型軌道向下滑行，而是在井壁上不斷刮削泥餅或鉆屑，極易造成鉆頭泥包；下鉆時遇阻不是接方鉆桿循環(huán)劃眼沖洗鉆頭，而是下壓或下沖，從井壁上刮下的泥餅或鉆屑則會泥包鉆頭；下鉆到底時操作方法有誤，如果先啟動轉(zhuǎn)盤，后啟動泵，同樣也會造成鉆頭泥包；在軟地層中鉆進(jìn)時，送鉆不均勻。
三、PDC鉆頭泥包的預(yù)防
1、泥漿性能的調(diào)整
1）、混油或增加潤滑劑投入量，使鉆屑不易粘附到鉆頭上；
2）、加大鉆井液中聚合物含量，控制失水，提高泥餅質(zhì)量；
3）、提高鉆井液抑制性，減少泥頁巖的水化分散；
4）、降低鉆井液粘度、切力，及時清除劣質(zhì)固相；
5）、對高滲砂層，可使用屏蔽暫堵技術(shù)，減少滲透性漏失；
6）、對含膏巖層，應(yīng)提前加堿，防止其污染泥漿。
7）、維護(hù)處理好泥漿性能，在PDC鉆頭入井前后對預(yù)防鉆頭泥包都是有效的；PDC入井后，開泵前，配置一定量的清潔劑（表面活性劑）對鉆頭加以清洗也有一定效果。
2、工程技術(shù)措施鉆井裝備
1）、首先做好PDC鉆頭的選型工作，鉆頭水眼、流道設(shè)計應(yīng)利于排屑；
2）、下入PDC鉆頭之前，應(yīng)充分循環(huán)泥漿，清洗井眼，防止起鉆后滯留在井眼內(nèi)的鉆屑繼續(xù)水化分散；
3）、下入PDC前先短起下鉆，對井壁泥餅進(jìn)行刮削、擠壓，將厚泥餅拉薄、壓實，盡量保證井眼暢通、消除阻卡；在鉆頭泥包高發(fā)區(qū)，如果采用了所有方法也無法避免PDC鉆頭泥包，那么先使用牙輪通一趟井就成了必要手段
4）、下鉆時在鉆頭流道表面涂滿黃油，形成一層保護(hù)膜，減少鉆頭與泥漿中的劣質(zhì)固相直接接觸的時間，或者把鉆頭包起來，這樣做既便在深井中也是有一定作用的；
5)、下鉆時鉆頭不斷刮削井壁，井壁上的泥餅或滯留于井內(nèi)的鉆屑會在鉆頭下堆積，到一定程度便會壓實在鉆頭上，那么下鉆中途進(jìn)行循環(huán)，將鉆頭沖洗干凈也是有其必要的；
6）、下鉆過程中還應(yīng)適當(dāng)控制速度，防止鉆頭突然沖入砂橋，鉆進(jìn)一堆爛泥中；另外如果速度恰當(dāng)，PDC鉆頭會順著上一只鉆頭所鉆的螺旋形井眼軌道行進(jìn)，而不是在井壁上劃拉下大量泥餅。
6）、每次下鉆到底時必須先開泵，盡量提高排量充分沖洗井底和鉆頭，等排量滿足要求后再輕壓旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)0.5-1m，這也是PDC鉆頭造型的要求。
7）、盡量采用大排量鉆進(jìn)，保證PDC鉆頭的充分清洗與冷卻；
8）、在軟泥巖中鉆進(jìn)，應(yīng)盡量采用低鉆壓、高轉(zhuǎn)速、大排量，沒有必要盲目使用高鉆壓去追求那僅高一小點的鉆速，那只是牙輪鉆頭的使用方式；
9）、操作要精細(xì)，送鉆加壓一定要均勻，不能忽大忽小。
四、PDC鉆頭泥包的處理
1、處理鉆頭泥包的第一條原則就是：不要急于打鉆，因為越打包的越厲害；
2、停止鉆進(jìn)，提高排量加強(qiáng)水力沖洗效果，上提鉆頭脫離井底，提高轉(zhuǎn)速增大離心力使泥塊易于甩出，并上下大幅度活動幾次，然后下壓至井底不開轉(zhuǎn)盤循環(huán)5-10分鐘，將上述過程反復(fù)操作；如果在2個循環(huán)周內(nèi)無效，就應(yīng)當(dāng)考慮起鉆了。
3、無論預(yù)防或處理鉆頭泥包，調(diào)整泥漿性能都是必然的，發(fā)現(xiàn)鉆頭有泥包跡象，應(yīng)立即停鉆并配置清潔劑在第一時間打入井內(nèi)對鉆頭進(jìn)行清洗。
