Precauciones para la perforación con diamante
La principal característica de la perforación con diamante es aumentar la velocidad de rotación de la broca. El diamante tiene alta dureza, resistencia, resistencia al desgaste y conductividad térmica, que son sus ventajas. Estas ventajas determinan que pueda soportar el impacto de la operación a alta velocidad. Sin embargo, debido al pequeño tamaño de las partículas de diamante, incluso si una broca montada en superficie tiene un borde muy pequeño, la profundidad de corte en la roca es muy pequeña, por lo que la cantidad de fragmentación de la roca por revolución también es muy pequeña. Durante la perforación, la clave para aprovechar plenamente las ventajas del diamante y mejorar la eficiencia de la perforación radica en si se puede aumentar la velocidad de rotación durante la perforación. Hay muchos factores que afectan el aumento de la velocidad de perforación con diamante y las brocas de diamante son más caras. La perforación debe realizarse de acuerdo con las regulaciones.
(1) Perforación
(1) Antes de perforar el orificio, debe verificar estrictamente si la conexión roscada está calificada, si las condiciones de prevención de fugas son buenas y si el equipo accesorio utilizado es seguro y confiable. Si se encuentran problemas, deben solucionarse con prontitud.
(2) Cuando la herramienta de perforación alcanza 0,3 ~ 0,5 m antes de entrar en contacto con el fondo del pozo, se debe encender la bomba de lodo para perforar el pozo primero. Después de que el fluido de perforación circule normalmente, la perforación. La herramienta se puede bajar lentamente hasta el fondo.
(3) Sólo cuando la herramienta de perforación entra en contacto con el fondo del pozo se permite arrancar el equipo de perforación y está estrictamente prohibido que la herramienta de perforación gire en el aire. Al comienzo de la perforación, la presión de perforación debe aplicarse ligeramente para que la herramienta de perforación pueda comenzar suavemente bajo una ligera presión.
(4) Cuando la masa total de las herramientas de perforación en el pozo excede el valor normal del parámetro peso en la broca, no está permitido poner toda esta masa en la broca bajo ninguna circunstancia. Por lo tanto, antes de bajar la herramienta de perforación al fondo del pozo, primero se debe pesar y luego se puede decidir si perforar bajo presión o bajo presión.
(5) Al comienzo de cada ronda de perforación, perfore con una ligera presión y rotación lenta durante 3 a 5 minutos. Después de que el fondo del pozo sea normal, perfore con parámetros técnicos normales.
(6) Durante cada sesión de perforación, es mejor que la misma persona realice la operación en la máquina para comprender mejor la situación en el pozo. Durante la perforación normal, no cambie los parámetros técnicos de perforación a voluntad, y mucho menos levante las herramientas de perforación sin motivo alguno.
(7) Preste atención para garantizar el enfriamiento oportuno de la broca en todo momento. Además de garantizar el funcionamiento normal de la bomba de lodo, se deben aplicar anillos de sellado o roscas envueltas en aceite y aceite para roscas. las juntas de la herramienta de perforación para evitar fugas en las juntas y asegúrese de que todo el fluido de perforación fluya a través del fondo del pozo.
(8) Mantenga limpio el fondo del agujero. Cuando el espesor de la acumulación de polvo de roca en el fondo del pozo excede los 0,2 m, se debe detener la perforación específicamente para lavar.
(9) Cuando en el fondo del agujero existan fragmentos de matriz, diamante trillado u otros fragmentos metálicos, se deberán limpiar antes de permitir la perforación con la broca de diamante.
(10) Cuando hay residuos o núcleos caídos en el fondo del pozo, se debe utilizar una broca de carburo o una herramienta especial para barrer el pozo o recuperar el núcleo. No se permiten brocas de diamante. utilizarse para barrer el agujero y rescatar el núcleo.
(11) Durante la perforación normal, el operador de la máquina debe concentrarse y prestar siempre atención a la velocidad del metraje, la situación del lodo de retorno, la presión de la bomba, el consumo de energía, el sonido de la máquina, etc. Si se encuentran cambios anormales , se deben comprobar inmediatamente. Las condiciones desconocidas no permiten la perforación forzada.
(12) Para comprender mejor la situación en el pozo, las imágenes deben medirse cada 5 a 6 minutos durante la perforación y registrarse en la placa de registro del sitio. Se debe realizar un gráfico de curva estadística de las imágenes. También se puede dibujar (Figura 10-3), para juzgar mejor la situación en el fondo del pozo en función de los cambios en la curva.
(13) Análisis de situaciones anormales:
a Cuando no hay imágenes, aumenta la presión de la bomba y reduce la potencia, se puede juzgar como un bloqueo del núcleo. La herramienta de perforación debe levantarse ligeramente y moverse suavemente hacia arriba y hacia abajo durante unos minutos. Una vez resuelto el fallo, se puede continuar con la perforación. Si no se produce ningún efecto, la herramienta de perforación debe levantarse inmediatamente para recibir tratamiento.
Figura 10-3 Curva de metraje
b Cuando la velocidad del metraje disminuye y la potencia aumenta repentinamente, se puede juzgar que los parámetros técnicos de perforación han alcanzado valores críticos y deben ser Reduzca la velocidad de rotación o reduzca la presión de perforación para evitar que la broca se queme.
c Cuando la presión de la bomba disminuye repentinamente, la potencia disminuye y el metraje falla, se puede juzgar que la herramienta de perforación en el pozo está rota o tropezada. Primero debe levantar la herramienta de perforación para probar el peso y luego levantar la herramienta de perforación para procesarla después de la confirmación.
d Cuando la velocidad de perforación disminuye bruscamente y la presión y la potencia de la bomba aumentan, se puede considerar que la perforación se quema. Primero puede levantar la herramienta de perforación del fondo del agujero y perforar en el aire. Si no hay ningún efecto, debe levantar la herramienta de perforación y ocuparse de ella.
(2) Levantar o bajar la herramienta de perforación
(1) Al ensamblar la herramienta de perforación antes de perforar o desmontar la herramienta de perforación después de levantarla, se deben usar alicates libres especiales para apretar y Retire la herramienta de perforación, no está permitido utilizar alicates dentales para evitar que la herramienta de perforación se apriete y deforme.
(2) Al atornillar o retirar brocas y escariadores, está estrictamente prohibido sujetar las herramientas de atornillado o descarga al diamante o la carcasa para evitar que el diamante o la carcasa se aplasten o agrieten.
(3) Al subir, bajar o mover herramientas de perforación, no se permite levantar o bajar violentamente. Debido a que las herramientas de perforación tienen diámetros pequeños, paredes delgadas (especialmente brocas perforadoras con cable) y baja resistencia, levantarlas y bajarlas violentamente pueden hacer que las herramientas de perforación se doblen debido a una tensión desigual.
(4) Está estrictamente prohibido bajar la herramienta de perforación rápidamente para evitar daños a la broca debido a la colisión con la pared del orificio. Al perforar, si la velocidad de avance es demasiado rápida, es fácil dañar la broca.
(5) Al levantar la herramienta de perforación, la velocidad no debe ser demasiado rápida para evitar que el núcleo de roca se sacuda o que la pared del pozo colapse y caigan pedazos.
(6) Si las herramientas de perforación retiradas no se utilizan temporalmente, se deben lavar, secar, engrasar y conservar adecuadamente, en particular, se deben reforzar las brocas, los escariadores y los tubos centrales de doble capa. Manténgalo para su reutilización.
(7) Después de levantar el taladro cada vez, verifique cuidadosamente la cantidad de desgaste de la broca, la relación coincidente entre el circlip y el asiento del circlip, el paso interno y el diámetro interno de la broca, y la condición del núcleo, etc., para juzgar el interior del agujero. Si hay algún fenómeno anormal, determine las herramientas de perforación y los parámetros técnicos de perforación que deben usarse la próxima vez. Cada vez que se realiza una perforación, se debe resumir la experiencia para mejorar continuamente el nivel técnico operativo y esforzarse por mejorar la eficiencia de la perforación.
(8) Al levantar la herramienta de perforación, debido al pequeño espacio entre las paredes del orificio, es fácil que se forme un efecto de succión importante, lo que provoca que la pared del orificio colapse. Además de reducir la velocidad de elevación, el fluido de perforación también debe reinyectarse desde el exterior hacia el interior para mantener una presión equilibrada de la columna de fluido en el pozo.
(3) Trabajo antivibración durante la perforación
Como se mencionó anteriormente, para lograr una mayor eficiencia de perforación durante la perforación con diamante, se debe utilizar una alta velocidad de rotación. Alta eficiencia en perforación diamantina. A partir del análisis de las ventajas de las propiedades del diamante, si la broca se selecciona adecuadamente y la tecnología de operación de perforación es adecuada, es totalmente capaz de adaptarse a la operación de alta velocidad.
Pero cuando la herramienta de perforación gira a alta velocidad, es probable que se produzcan vibraciones axiales y radiales. Además, cuanto mayor es la velocidad, más intensa es la vibración.
El fenómeno de vibración de las herramientas de perforación es perjudicial para una perforación estable. Vibrará el núcleo de la roca, dañará las herramientas de perforación e incluso dañará la broca de diamante. Por lo tanto, se deben tomar varias medidas antivibraciones o de reducción de vibraciones durante la perforación para garantizar la estabilidad de la herramienta de perforación y lograr el propósito de perforación a alta velocidad.
Además, la flexión de la tubería de perforación, el diseño irrazonable de la estructura de perforación, la selección inadecuada de los parámetros técnicos de perforación, el mal estado técnico del equipo mecánico, las formaciones rocosas rotas, las paredes inestables del pozo, etc., causarán vibraciones. de la herramienta de perforación. Para prevenir o reducir la vibración, se pueden tomar las siguientes medidas.
1. Instale juntas estables para evitar vibraciones.
Al ensamblar las herramientas de perforación en el orificio, se pueden instalar juntas especiales en diferentes ubicaciones para estabilizar las herramientas de perforación en el orificio. Vibración de herramientas de perforación. Las uniones estables se dividen en dos categorías.
(1) Junta estabilizadora de la tubería de perforación: al ensamblar la sarta de tubería de perforación en el pozo, use juntas estables en lugar de juntas ordinarias en ciertos intervalos para guiar la tubería de perforación y mantenerla estable. Su estructura se muestra en la Figura 10-4.
Figura 10-4 Junta estable de tubería de perforación
La parte media de la junta se procesa en una ranura y se incrusta un poste de goma en la ranura (Figura 10-4a). llamada junta de poste de goma; en la ranura El anillo de goma incrustado en la ranura se llama junta de anillo de goma (Figura 10-4b).
El diámetro exterior libre de la columna de caucho o del anillo de caucho es mayor que la junta de la tubería de perforación (como se muestra en la sección transversal de la figura), pero entre 0,5 y 1,0 mm es menor que el diámetro exterior de la broca. Debido a que el caucho es elástico, puede expandirse y contraerse libremente durante la perforación, el espacio entre la tubería de perforación y la pared del pozo se puede reducir para guiar y estabilizar la tubería de perforación y lograr efectos antivibración y reducción de vibraciones. Hay un espacio entre la junta de la columna de caucho y cada columna de caucho para facilitar la circulación del fluido de perforación. La junta del anillo de goma se mecaniza con una ranura longitudinal en la pared interior de la junta. Después de incrustar el anillo de goma, las ranuras todavía están conectadas para que el fluido de perforación pueda pasar a lo largo de la ranura. Cuando se utiliza, se puede instalar una junta estable entre cada 4 o 5 tubos de perforación.
(2) Junta estable del tubo central: La junta estable del tubo central también se denomina junta reductora estable (Figura 10-5 y Figura 10-6).
Figura 10-5 Unión estable con tanque de agua en espiral
Figura 10-6 Unión estable con lámina de carburo
Junta estable con tanque de agua en espiral, al procesar el junta del tubo central, aumente su diámetro exterior al mismo diámetro exterior del escariador y abra una ranura en espiral en su pared exterior para facilitar la circulación del fluido de perforación.
La junta estable con incrustaciones de láminas de carburo consiste en incrustar láminas de carburo en una disposición escalonada en la pared exterior de una junta de tubería central de uso común, de modo que el diámetro exterior expuesto de las láminas de aleación sea equivalente al escariador. diámetro exterior. Los espacios entre las piezas de aleación permiten que fluya el fluido de perforación. Cuando se usa, puede reducir el espacio entre la pared del orificio y la junta, enderezar y estabilizar el tubo central y lograr efectos antivibración y reducción de vibraciones.
(3) Escariador de orificios: al ensamblar herramientas de perforación, si la herramienta de perforación de diámetro grueso utilizada es más larga, se puede agregar un escariador en el centro del tubo central exterior. El número de escariadores adicionales puede determinarse mediante la longitud del tubo central. De esta manera también se pueden lograr los efectos de estabilización de las herramientas de perforación, reducción de vibraciones y antivibración.
2. Amortiguador de vibraciones
En la perforación con diamante, además de utilizar juntas estables para reducir la vibración, también se pueden utilizar amortiguadores especiales para reducir y prevenir la vibración. En la actualidad, existen muchas variedades de este tipo de herramientas especiales. Las dos seleccionadas se presentan a continuación.
(1) Amortiguador de fondo del orificio longitudinal (axial): este tipo de amortiguador se puede utilizar para reducir (o prevenir) la vibración axial de la herramienta de perforación (Figura 10-7).
Figura 10-7 Amortiguador de vibraciones de fondo de orificio tipo T56
El principio de funcionamiento básico del amortiguador de vibraciones de fondo de orificio tipo T-56 es: la parte superior de la junta reductora 1 está conectada a la sarta de tubería de perforación, el extremo inferior del eje estriado 7 está conectado a la junta reductora del tubo central, y la sección superior puede empujar el resorte de disco 5 para expandirse y contraerse longitudinalmente a través de la tuerca 6. Durante la perforación, el manguito estriado 8 transmite presión y par a través del tubo exterior 4 y la junta reductora 1. El anillo de sellado de goma 3 se utiliza para evitar que el fluido de perforación fluya hacia el manguito estriado para garantizar el funcionamiento normal del amortiguador.
Durante la perforación, cuando la herramienta de perforación vibra longitudinalmente, el resorte del disco se contrae mediante el movimiento ascendente del eje estriado para reducir la fuerza de rebote de la herramienta de perforación y mantenerla en un estado estable.
(2) Amortiguadores torsionales y longitudinales: La estructura básica de este tipo de amortiguador se muestra en la Figura 10-8. Su principio de funcionamiento básico es que el extremo superior está conectado a la sarta de tubería de perforación y la junta reductora 6 del extremo inferior está conectada al tubo central. El eje estriado 1 puede moverse libremente longitudinalmente en el manguito estriado 4, y hay una cierta cantidad. brecha de expansión y contracción. La arandela de goma 3 es comprimida por la arandela de metal 2, y la fuerza de vibración longitudinal de la herramienta de perforación se reduce por la elasticidad de la goma. Utilizando la elasticidad del pasador de goma 5, se reduce la fuerza de vibración torsional.
Figura 10-8 Amortiguador de vibraciones que reduce la vibración longitudinal y torsional
El uso de este tipo de amortiguador puede aumentar la velocidad de perforación mecánica y prolongar la vida útil de la broca.
3. Amortiguación de vibraciones lubricantes
Los distintos tipos de amortiguadores mencionados anteriormente tienen ciertas dificultades para promover su uso debido a sus estructuras complejas y su procesamiento y mantenimiento incómodos. En la actualidad, para resolver el problema de reducción de vibraciones de la perforación con diamante, se promueve activamente el uso del método de reducción de vibraciones con lubricante. Este método utiliza principalmente lubricantes para reducir o eliminar la resistencia a la fricción entre la herramienta de perforación y la pared del orificio, reduciendo así la vibración de la herramienta de perforación. La práctica ha demostrado que este método es eficaz y puede mejorar en gran medida la eficiencia de la perforación, prolongar la vida útil de la broca, reducir el desgaste del diamante y reducir los daños a las bombas de agua, herramientas de perforación, etc. Por ello, los lubricantes se han convertido en un material imprescindible para la perforación diamantina actual.
Existen muchos tipos de lubricantes para taladrar. Pero en resumen se puede dividir en dos categorías.
(1) Grasa lubricante: la grasa lubricante se presenta en forma de grasa espesa y se utiliza para untar la superficie de las herramientas de perforación para lubricar y reducir la vibración. Se requiere que el lubricante antivibración tenga un buen rendimiento de lubricación, pueda adherirse eficazmente a la superficie de la herramienta de perforación y a la pared del orificio, no tema la erosión y no se pegue a la broca, tenga suficiente viscosidad y pueda formar una capa elástica. que puede resistir cargas de impacto y amortiguar vibraciones, y su rendimiento químico tiene un rendimiento estable, no corroe las herramientas de perforación, no reacciona químicamente con otros agentes de tratamiento químico, tiene buena estabilidad de temperatura y tiene ciertos efectos de protección de paredes y prevención de fugas.
(2) Emulsionante antivibración: el emulsionante antivibración se puede utilizar al perforar en formaciones rocosas que no tienen fugas ni afluencia de agua. También es un lubricante y se presenta en forma de moco blanco lechoso. Al perforar, mézclelo en el fluido de perforación en proporción y úselo. Se puede utilizar tanto para perforación con agua limpia como con lodo. Está formulado con restos de industrias químicas y procesadoras de petróleo como jabón de ácido nafténico, parafina oxidada, escorias de la producción de jabón, pasta emulsionada de la producción de cuero, emulsionantes de agua y aceite, etc.
Estos emulsionantes son eficaces en el tratamiento de fluidos de perforación y tienen importantes efectos antivibraciones. Puede mejorar eficazmente la eficiencia de la perforación y prolongar la vida útil de la broca.