一举多得的钻井技术措施.PDFVIP

一举多得的钻井技术措施 一一乳化 钻 并 液 的 应 用 章 扬 烈 本文 简要 叙述 了具有润滑性能的乳化 钻井液的使用和发展过程 。 国外用金 刚 石 取心 钻头和 牙轮钻 头进行试验研究的结果有 力地说明 , 采用乳化钻 井 液 会 给 防止钻杆振动 、 改善其受 力 , 减 少钻 杆与 套管磨损 , 增加钻头 与涡轮钻 具 以 及泥 浆 、 水龙头 易损件寿命 一 , 改善井身质量 , 提高钻井指标 , 减 少事故 , 降低成本等 方 面 带来综合性 的好 处 。 它是一项 值得重视 、 很有发展 前途的钻 井技术措施 。 文 章 着重叙述 了一些价康而 有效的润 滑剂 , 如 油脂厂 的残渣 C r 等的应用效果 . 乳化钻井液的发展简述 钻柱防振是借助涂于钻杆 和接头表面的抗振润滑脂实现的 。 润滑脂降低了钻柱与井壁 间的摩擦力 , 减小钻具的纵振和扭振 。 与此同时 , 它还具有缓冲作用 , 吸收钻杆敲击井壁 时之冲击能 。 苏联目前在金刚石钻井中采用的 K A B c 就是这类抗振润滑脂 。 它由黑机油 、 松香和沥 青混合制成 。 K A B C一 4 5 、 K A B C一 5 8和 K A B C一 a5 耐水 , 而 K A B C一 40 耐碱液 . 采用这种 润滑脂 , 除了涂敷工作而增加下钻时间外 , 还往往带来一些麻烦 : 1 . 润滑脂容易在井中聚积 , 影响下钻 , 亦可导致钻具遇卡 , 这一矛盾随环 隙减小而愈 加突出 : 2 . 井架工人的劳动安全和劳动条件因油污变坏 , 并增加了着火危险 。 具有润滑性能的乳化钻井液就是在克服了稠润沿脂所产生的 缺 陷 而 发 展 起 来 的 。 它是在钻井液中加入一定量的润滑剂乳化而成 。 常用的润滑添加 剂 除 石 油和石墨外 , 还 有 : 1 . C M A仄 , l 它是氧化石蜡油与柴油以 1 : 1到 1 : 3配比混合而得的混合物 。 加 量为 2一 3%(体积 ) ; - .2 脂肪酸皂 ( o狱 K ) 系脂肪酸用苛性钠溶液皂化后而得的肥皂 。 加量为 3一 5% (体积 ) ; .3 妥尔油 是森林化学工业的副产品 , 它是脂肪酸与树脂 酸 等 的 混 合 物 。 加 量 为 0 . 4一 5 % (体积 ) ; 4 . 制革乳化奋 系石油加工厂生产的商品 , 其组成成分有植物油 、 氧化石蜡油钠皂和 DOI : 10. 13639 /j . odpt . 1981. 06. 007 水 。 加量为 0 . 5一 2% ; 5 . 环烷皂 是环烷酸钠皂 , 不大数量的矿物油和水的混合物 。 最佳加 量为 0 . 5一 1 % 。 为了降低润滑添加剂成本 , 近 年来通过实验 , 研制出一些廉价润滑添加剂 。 1 . 油脂厂的残渣 ( c r) 系从植物油 、 动物脂肪或其混合物 沟皂脚中蒸馏脂肪 酸 留下 的残渣 。 用苛性钠溶液皂化后使用 。 加 量为 1 . 5一 2 . 5%, 2 . o n n H 系石油直接蒸馏或裂化而残留的渣油 。 加量以 5%左右为宜 ; 3 . c H H l 系炼油厂之污水沉淀物 , 含有树脂 、 石蜡 、 机械杂 质 及 水 等 , 如 利 用 它 , 需花运费 。 加 量为 5 一 30 % 。 工业试验研究表 明 , 采用 c r 和 c H H l 都可达到很高的技术经济指标 . 另外 , 根据乌克兰地区钻探井的经 验 , 在高转速钻进的深井中同时使用 K A B c 与乳 化 钻井液是最有效的防振措施 。 采用乳化钻井液的益处 .1 改善钻具运动与受力状况 减少断裂事故 降低驱动功率消耗 提高腐蚀疲劳强度 从文献中得知 , 采用具有润滑性能的钻井液同在钻具外表涂润滑脂一样 , 大大 减少了 钻杆与井壁间的摩擦力 , 消除了极为有害的钻具各接头绕井轴线所作的反转运动 , 使钻柱 呈近似于多点支撑的长挠性轴转动 。 这样 , 不仅消除了剧烈振动 , 而且大大减少了钻柱的 交变弯曲应力及事故 , 降低 了转动钻具的功率消耗 。 在钻杆上涂润滑脂的试验早就证明 , 如果用金 刚 石 钻 头 钻 井 时 , 钻 具 转 速为4 70 转 /分 , 如因动力机超载和断钻杆事故只能钻至 15 。、 1 60 米 井 深 的 话 , 那么涂上润 滑 脂 后 , 可钻达 4 0 ~ 45 0米 , 并且钻具工作平稳 , 无剧烈噪音和冲击 。 不仅如此 , 涂润滑脂后 , 断钻杆次数和处理事故的时间大大地减少了 (见表 1 ) 。 乳化钻井液对钻柱消振的影响试验研究结果见表 2 。 试验是用 59 毫米金刚石取心钻头 钻孤一双级可钻性的岩层 。 当钻具为 70 转 /分时 , 从 25 米开始就观察到强烈