高温高压下钻头破岩及磨损规律研究

作者：李玮,李梅,白云龙,孟凡海,苏崭

摘要：在高温及高压下,岩层的塑性和硬度增大,破碎方式也有相应的变化。之前在常温常压下容易破裂的岩层,在深井条件下则塑性较大,不容易破碎。因此,利用“20MN伺服控制高温高压岩体三轴实验机”及钻进控制系统,在不同的大尺寸岩石上采取不一样的钻压和转速来完成正交试验,进而测试了不同破岩参数下的钻进速度和扭矩,详细地探究了200℃高温及三轴应力情况下岩石的切削规律以及岩石的磨损规律,得到了100MPa(等于井下4000m)时岩石在每一个温度下的切削破碎规律。研究结果表明:在同一温度与转速情况下,切削速度随着钻压的增加而显著加快,在同一温度与钻压情况下,切削速度随着转速加快而大幅度加快;单位破岩能耗随着转速的变慢而降低,随着钻压的变小而增大,与常规下的切削破碎规律具有相似性;在相同转速状况下,随着围压的加大,破碎砂岩所需的负荷也相应提高;基于对钻头破岩过程中破岩规律和磨损规律的分析,得到200℃高温及高压条件对钻头的破岩规律及磨损规律展的影响。

发文机构：东北石油大学石油工程学院 中国石油天然气股份有限公司长庆油田公司第二采油厂

关键词：塑性硬度破碎规律破岩能耗plasticityhardnessbreakage patternrock cutting energy consumption

分类号： P634.41[天文地球—地质矿产勘探]