致密泥岩用新型巴拉斯钻头的设计与应用.pdf

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1、2012年第39卷第12期探矿工程(岩土钻掘工程)63致密泥岩用新型巴拉斯钻头的设计与应用陈云龙，秦志坤，王志刚，阮海龙，李春(1．北京探矿工程研究所，北京100083；2．中煤华盛水文地质勘察S-程公司，河北邯郸056000)摘要：MK一2井钻探工程是国家地质大调查计划“钾盐资源调查评价”项目中的施工工程，由于该工程所在区域地层高研磨性、高弹塑性的特点，致使钻井施工缓慢。针对这一难题，研究设计了新型巴拉斯钻头，并通过现场试验验证了这种新型钻头在该类地层的适应性，同时总结出了相应的钻进工艺，为以后钻进该类致密泥岩地层提供了有效的破岩工具。关键词：巴拉斯钻头；致密泥岩；钾盐钻探

2、；适应性；岩心钻探中图分类号：P634．41文献标识码：A文章编号：1672—7428(2012)12—0063—03DesignandApplicationofNewBalasBitforDenseMudstone／CHENYun—long，QmZhi—kun，WANGZhi一，，RUANHai—long，LIChun(1．BeijingInstituteofExplorationEngineering，Beijing100083，China；2．HuashengHydro—geologicalSurveyandEngineeringCompanyofAdministrat

3、ionofCoalGeology，HandanHebei056000，China)Abstract：MK一2welldrillingisapartof“potashresourcesinvestigationandassessment”projectinthenationalgeolog—icalsurveyprogram．Becauseofthehighabrasiveandhigh—elastic-plasticcharacteristicsinthisarea，thedrillingratewasveryslow．Inviewofthissituation，thisne

4、wBalasbitwasproposedanddesignedandthefieldtestsweremadetoverifytheadaptabilityofthisnewtypeofdrillbitinsuchformations；thecorrespondingdrillingtechnologiesweresummedupatthesametime，whichcouldbeaneffectiverockbreakingtoolfordrillinginthedensemudstoneinfuture．Keywords：Balasbit；densemudstone；po

5、tashdrilling；adaptability；coredrilling0引言充填；15651TI以深大部分都是泥岩，少量石英、石膏云南江城含盐带钾盐基准井——MK一2井钻充填，此套泥岩早期为胶泥，后期在一定温度和压力探工程，是国家地质大调查计划“钾盐资源调查评下，孔隙度减小，胶结更加致密，弹塑性、研磨性都很价”项目中的施工工程，承担着国家多项重要目标强，可钻性极差，在风化作用下，表现为硬脆，极易破任务。井型为垂直井，设计井深3000in。工程位于碎。云南省江城县。2011年7月，中煤华盛水文地质勘根据以上特点分析，钻进施工难度主要表现为：察工程公司开始在该区域进行施工，

6、前期一直使用(1)含有一定的石英等硬夹层，易发生频繁憋常规PDC钻头，由于该区域地层的特殊性，自开钻钻，造成钻头磨损、掉齿、断齿现象，导致钻头早期损以来，平均钻速0．16m／h，机械钻速偏低，钻井周期坏，甚至使钻具失效；过长，在该类地层，PDC钻头难以发挥其优势，钻进(2)含大量致密泥岩，研磨性很强，易对钻头保效果差，严重影响到本区域勘探开发进度。为了能径和切削齿造成损坏；使“钾盐资源调查评价”项目顺利进行，急需研制一(3)弹塑性很强，切削齿难以压入地层形成体种适应该类地层的钻头，以期提高钻进速度，缩短钻积破碎，只能形成表面疲劳破碎，产生的细小岩粉颗井周期，降低钻井成本，同时

7、，解决该类地层难钻进粒极易粘附钻头和切削具，造成钻头泥包，导致钻进的难题，为以后该类地层钻进钻头选型提供参考依困难。据。2常规PDC钻头现场使用情况及进尺缓慢原因分析1地层特点及钻进难度分析2．1使用情况根据前期实钻资料，地层情况大致如下：0～中煤华盛水文地质勘察工程公司自开钻以来，1565in，大段的泥砂互层(泥岩100多米、砂岩几十一直采用常规PDC钻头钻进，平均机械钻速0．16米间歇交错的巨厚层)，少量的方解石、泥质、石英m／h，机械钻速偏低，钻井周期过长，严重影响到工收稿日期：2012—07—1