科钻液动潜孔锤试验情况简介

  1999年6～7月，中国大陆科学钻探工程中心组织的液动锤钻进试验在江苏东海县毛北进行。
 
  试验钻孔距CCSD-PP2约20m，设计孔深100m，液动锤钻进孔段的钻孔直径分别为Φ158mm（用Φ158mm的球齿全面冲击钻头钻进）和Φ152.4mm（用Φ152.4mm的6H637型三牙轮钻头钻进）。试验的主要目的是：评估液动锤能否在坚硬岩石中快速钻进、不同类型钻头与液动锤的匹配关系以及暴露已有液动锤在结构、性能等方面存在的问题。
 
  1．试验条件。
 
  钻机：SPJ-300型转盘钻机，钻塔高9m，由功率37kW的柴油机驱动，采用钢绳加压。
 
  水泵：美国制造的GARDENER DENVER FXD172双缸双作用泵，最高泵量为580L/min、最高泵压为7MPa，90kW调速电动机驱动，由120kW的发电机组提供动力。
 
  钻头：Φ158mm球齿全面冲击钻头和Φ152.4mm三牙轮钻头。
 
  钻杆：Φ89mm钻杆。
 
  钻具组合：从上到下依次为主动钻杆、Φ89mm钻杆、上扶正接头、液动锤钻具、下扶正接头、钻头。
 
  钻井液：LBM泥浆。
 
  钻孔结构：钻穿覆盖层和风化层并进入完整的片麻岩后，下入Φ180mm/168mm套管15. 4m。
 
  从孔深15. 4m开始进行液动锤钻进试验。15.4～54. 48m孔段钻孔直径为Φ158mm，54.48～101.14m（终孔深度）孔段，钻孔直径为Φ152. 4mm。
 
  地层情况：上部覆盖层厚度小于2m; 15m以上是风化层；15m以下是完整的片麻岩，但刚开始其硬度和致密程度较低；在孔深48m左右，岩层变硬，岩石中石英含量较高。
 
  2．钻进参数。
 
  加压方式为钢绳加压。由于现场条件所限，无法测量实际的钻压。其余的钻进参数根据液动锤和所用钻头的种类不同而有所差异。
 
  3．试验情况。
 
  15.4～51.89m孔段采用Φ158mm球齿全面冲击钻头钻进。由于岩层较软，钻进效率相当高，平均机械钻速达到5. OOm/h，钻头合金齿磨损轻微。
 
  51.89～54.48m孔段依然采用Φ158mm球齿全面冲击钻头钻进。该孔段岩层明显变硬，岩屑中石英含量明显增加（岩屑颜色变白），钻头合金齿很快磨钝，钻进速度明显降低(0.83m/h)。
 
  54.48～73.95m和75.73～101.14m孔段采用Φ152. 4mm三牙轮钻头钻进。岩层坚硬，但钻进速度比用球齿冲击钻头时明显改善，平均机械钻速为2.93m/h，钻头合金齿磨损正常。
 
  为了获得使用牙轮钻头时采用和不采用液动锤的对比效果，在73.95～75.73m孔段，进行不带液动锤的牙轮钻头钻进，进尺1.78m，机械钻速为1.52m/h，钻头合金齿属正常磨损。
 
  4．试验结果。
 
  从数据可以得出如下结论：①液动锤钻进是在硬岩中进行大直径全面钻进的有效方法。②牙轮钻头与液动锤配合使用能有效地在硬岩中进行大直径全面钻进。