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钻井工程

钻井工程因素

钻井设备。

由于受到资金以及技术条件的限制，我国现有大部分的钻井设备还比较落后，无法满足能源勘探的发展需求。现阶段的钻井装备主要包括钻机、泥浆泵、泥浆净化的固控设备、钻杆钻铤等井下钻具等，这些装备的现有性能都是影响钻井效率的因素。在钻井工程中，因为上部井段的直径较大，所以需要较大的排量，这就需要保证双泵同时打钻，在钻杆钻铤的外径尺寸不够的情况下，就会导致井下的机械能量不够，影响到钻井速度；现有的泥浆净化固控设备水平较低，无法有效降低泥浆中的固相含量，在泥浆密度较高的情况下，导致井下压差，容易出现重复破碎现象；因为钻杆钻铤的内径较小，所以会增加下部井段的水能损耗，降低了钻头的压降，影响到井底清洗的效果。

钻井液

为了保证深层钻井的机械提升速度以及安全性，一般都会使用钻井液，防止井底坍塌、扩张直径以及降低温度。但是在深度钻井中，随着深度的下降，井底的压差就会越来越大，机械提升速度就会受到影响，所以应该尽量降低钻井液的密度，减少对井底压差的影响。除此之外，钻头型号的选择、钻井过程中各项参数的优化以及钻具的组合等，都是影响钻井速度的重要因素，所以要科学合理的选择。

1）钻头的结构

钻头由钻头体、片、分水帽和喷嘴四部分组成。钻头体是钻头焊接片和分水帽的 本体，采用中碳钢材料 加工而成。下端焊接 片和分水帽，上端车有丝扣和钻柱连接 。片又称刀翼，是钻头主要工作部 件。

2）钻头工作原理

钻头以切削方式破碎岩石。钻头在 软的塑性地层工作时，其切削过程类似于刀具切削软金属。刀片在钻压的作用下吃入地层，与此同时刀刃前面的岩石在扭转力的作用下不断产生塑性流动， 井底岩石被层层剥起 。钻头钻进脆性较大的地层时，破碎岩石的过程则分为碰撞 、压碎及小剪切和大剪切三个阶段：碰撞:刃前岩石破碎后，岩石对刀片的扭转 阻力减小， 刀片向前推进，碰撞刃前岩石；压碎及小剪切:刀片在扭转 力作用下压碎前方的岩石，使其产生小剪切破碎；扭转力增大:刀片继续 挤压前方岩石，当扭转力增大到极限值时，岩石沿剪切面产生大剪切破碎，然后扭转力突然减小 。碰撞、压碎及小剪切、大剪切这三个过程反复进行，形成钻头破碎塑脆性岩石的全过程。