钻井参数对岩屑粒径及上返效率的影响:以东昆仑成矿带强研磨性地层为例

针对青海省东昆仑成矿带强研磨性地层钻井过程中岩屑上返问题进行了可行性分析研究。该地区矿产资源丰富,但受到研磨性地层、复杂孔内工况等因素影响,传统通过改变泵量的方法存在局限性。研究通过微钻实验,分析了底唇面金刚石浓度、金刚石粒径、钻进转速和钻压等因素对岩屑粒径的影响,以期通过调整钻进规程,实现岩屑粒径的细化,促进岩屑顺利上返,延长钻头寿命,提高钻进效率。实验结果表明,底唇面金刚石粒度和浓度的增加会导致岩屑粒径变小,而钻压的增大在一定范围内会使岩屑粒径增大,但超过临界值则会导致岩屑粒径减小,且可能影响钻头寿命。转速的增加则会使岩屑粒径变小。研究为强研磨性地层的钻井提供了优化钻进参数的理论依据,对于提高钻进效率和降低成本具有重要意义。

受冲击荷载作用土体变形的有限元研究

把土当作一种弹塑性材料,把钻头冲击土体的过程抽象为一个半无限体在圆环面积上受均布力作用的问题,建立合理的计算模型,采用 ANSYS 有限元分析中瞬时动态动力学分析来模拟分析土体冲击变形过程,探讨在钻头结构一定、输出一定的冲击功的条件下,其所能切入土层的深度和钻头对柱状土心的扰动情况。经分析得出,土体轴向压缩量在钻头底唇面处最大,在土样中心部位最小;钻头内外壁和土层接触处土中的密塞斯应力几乎是突变的,而应力在土样中几乎都保持在最小值的水平;冲击对土样的扰动只是在一个很小的范围内。