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流变性与钻进的关系
钻井液的流变性是指在外力作用下,钻井液流动与其内部结构变形的特征。它包含钻井液表观粘度、塑性粘度、静切力、动切力、触变性、流动指数和稠度系数等参数。
1、与钻头破碎岩石速度的关系。
钻速随粘度的降低而增加,反之亦然,其原因是:
a、泥浆泵功率一定,粘度减少,泵压降低,排量增加,钻头水马力增加,喷射能力增强;
b、喷嘴紊流粘度降低,钻井液的清洗和排屑作用增加;
c、粘度低的钻井液易渗入井底微裂隙,能降低岩屑的压持力和岩石的可钻强度。
2、与悬浮岩屑和携带岩屑的关系。
紊流时的高流速对井壁冲蚀严重,况且,陕北泥浆泵普遍偏小,不可能达到紊流状态。层流使岩屑翻转,并推向井壁,有的在井壁上形成”假泥饼”,有的向下滑落,发生埋钻事故。
因此,提高动塑比τ/μp,使层流变为平板型层流,机械钻井,可实现环空返速在0.5-0.6m/s就可满足携岩的要求,并避免了紊流对井壁的破坏。
钻井作业过程中需要大排量的钻井液,所以必须使用两台泥浆泵进行钻进,由于井深不断增加,井底泥浆液柱压力不断上升,泥浆泵的负荷也相应增大。根据以往的钻井期间数据表明,在二开钻井时,井眼相对较大,排量也很大,井深也比较深,所以此时需要的泥浆的泵冲高,泵压也比较高,造成了泥浆泵的负荷很大。一般到二开时,每台泥浆泵的泵冲至少为80冲,泵压为20MPa以上,此时泥浆泵电机的电流在1000A左右。如果此时正是夏季,传动模块的温度一般经过一个小时左右就上升到90℃以上,已接近模块的报警值,严重影响逆变模块的使用寿命。此时,变频电机的温度也在2小时左右上升到120℃以上。此时,必须进行倒换泥浆泵的操作。在今年的海东2井进行作业时,就出现过这样的现象。几乎每过2个小时就要进行一次换泵工作,严重影响生产的正常运行。平台配电间总共在两侧分别配备了2台空调机组,钻井哪家好,每台空调的制冷量为52kW,但是仍旧不能满足对传动柜的散热要求。
原因分析
1)传动柜由于本身负荷较大,柜体本身自我散热功能不好,造成工作时温度很高。
2)由于3台泥浆泵的传动柜相邻布置,热源较集中,在使用2台泥浆泵的情况下,发热情况更加严重。
3)配电间风道的布置不是特别合理,虽然已经有3条风道,但是出风口和热源分配不匹配,冷风不能发挥的效果。经常是别的地方已经很凉了,钻井报价,但是泥浆泵传动柜的附近还是很热,不能把热量散发出去,模块温度降不下来。
4)传动柜和空调的冷却风向不一致,钻井,传动柜是下进风上出风,空调是顶部向下吹风,在局部造成热风短路,冷风不能形成良好的空气对流,冷却效果不好。
泥浆不但可以清除井孔、冷却钻头、循环带出钻碎的岩屑、提高钻进率,更可在井孔内壁形成泥壁,以暂时保护井孔,使他不易崩塌.而若在泥浆中加入重晶石粉,更可以提高泥浆的比重,以抵抗地层的压力防止塌陷,阻止地层流体侵入井孔.如遇漏泥层,也可以在泥浆中添加堵漏材料,以稳定井孔;而泥浆的黏性更可悬浮钻屑,使井孔不致埋没,所以泥浆的功能很多.
泥浆对钻井的重要性,有如血液之于人体,会直接影响钻井工程的成败,因此如何在泥浆各项性质中取得平衡点,并选择适当的泥浆,正是工程队现场队长及泥浆人员考验.