高温高压条件下花岗岩切削破碎试验研究

为了达到最接近实际工程的试验效果,采用中国矿业大学的"20MN伺服控制高温高压岩体三轴试验机",设计了精确的加压和旋转系统,操作控制比较方便,测量数据准确。利用大尺寸(φ200mm×400mm)花岗岩试样和工程钻头(φ30mm的PDC钻头),使试验条件更加接近实际工程情况,开创了该类大试样试验的先河。通过正交试验研究花岗岩在高温高压状态下的切削破碎规律,得出以下结论:(1)高围压状态(100MPa)下,随着温度升高,花岗岩的可切削性逐渐增强,在超过一定的钻压时,切削速度随着温度的升高而明显增大,在755N钻压下,300℃的切削速度比室温时增大30%～50%;(2)高围压状态(100MPa)下,随着温度升高,单位破岩能耗明显降低,在钻压为755N时,300℃时的单位破岩能耗比室温时降低20%～30%;(3)在高温高压环境下,切削速度随着钻压或转速的增大而增大;单位破岩能耗随着转速的增大而增大,随着钻压的增大而减小,与室温无围压状态下的切削破碎规律基本一致;(4)由于花岗岩在此温压范围内属于渐进破坏,抗压强度下降缓慢,如果钻压太低则切削速度和单位破岩能耗受温度影响很小,为了在高温下取得对花岗岩的良好切削效果,钻压需要超过一定的值。

垂直钻井系统PowerV技术首次在川西高陡构造X01井的应用效果

PowerV垂直钻井技术（以下简称PowerV）是一项高陡构造直井防斜提速钻井技术，合理选配钻头、控制钻井液性能指标等成为运用该技术的关键。为此，以PowerV的结构、工作原理及钻具组合要求为指导，分析其在四川盆地西部高陡构造X01井的首次应用试验情况，该井在0316．5mm井眼的933-2757m井段实钻，PowerV钻进井段井斜小于1．2°；与常规组合的钻井相比较，钻速提高4倍；与邻井相同井段的钻井效果相比，PowerV钻具组合使用了较高的钻压和转速钻进，机械钻速成倍提高。试验结果表明：①选择性能较好的进口钻头可以节约起下钻时间；⑦使用全套固控设备的时间应占循环时间的85％以上，以保证入井钻井液性能：③要求循环系统具备较高的承压能力才能够保证PowerV垂直钻井系统对压降的基本需求。结论认为，该技术有利于高陡构造的井身质量控制，大幅度提高了钻速，具有较好的推广价值和应用前景。