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岩石可钻性的测定

岩石是钻井的主要工作对象。在钻成井眼的过程中，一方面要提高破碎岩

石的效率，另一方面要保证井壁岩层稳定，这些都取决于对岩石的工程力学性

质的了解和认识。岩石的工程力学性质主要包括岩石的机械性质、岩石的研磨

性、岩石的可钻性等。

岩石可钻性是岩石抗破碎的能力，也可理解为在一定钻头规格、类型及钻

井工艺条件下岩石抵抗钻头破碎的能力。在钻井工程中，可钻性可用于钻头选

型，制定生产，确定钻头工作参数、预测钻头工作指标等。本实验旨在了

解岩石的可钻性，掌握岩石可钻性的测量方法。

一、实验目的

1．了解岩石的可钻性；

2．掌握岩石可钻性的测量方法。

二、实验原理

1．实验设备

实验中使用岩石可钻性测试仪来测量岩石的可钻性，如下图1所示。设备

的具体技术指标参见《岩石可钻性测定及分级方法-SY/T5426-2000》。

图1岩石可测试仪

2．原

使用特制微钻头（牙轮钻头或PDC钻头），以一定的钻压（牙轮钻头为890N

±20N，PDC钻头为500N±10N）和转速（55r/min±1r/min）在岩样上钻三个

特定深度的孔（牙轮钻头为2.4mm，PDC钻头为3mm），取三个孔钻进时间的

平均值为岩样的钻时（t），对t取以2为底的对数值作为该岩样的可钻性级值

dd

K，计算如下所示：d

Klogt

d2

求得可钻性级值后，再查岩石可钻性分级标准对照表（如下表1所示）进

行定级。

表1岩石可分级对照表

测量原理详见《岩石可钻性测定及分级方法-SY/T5426-2000》。

三、实验步骤

1.试样用石油钻井所取井下岩心或地面采的岩石，岩样成圆柱体（直

径40-100mm，高度30-80mm）或长方体（长宽各100mm，高度20-100mm），

端面平行度公差值≤0.2mm，试验前将试样放在温度设定为105-110℃的干燥箱

内烘烤24小时；

2.将手轮上移至最上端，取下岩心支架、钻头和接屑盘并清扫干净；

3.装上接屑盘，将所选的微型钻头安装在花键轴上端（注意：钻头上键

应对准花键上端的键！），安装好钻头后，将支架回归原位；

4.关闭所有钻进模式（牙轮模式和PDC模式），打开总电源，打开相应的

钻进模式开关（牙轮模式或PDC模式，开关如图2所示），打开电机调速器上

的电机开关，开动电机，调电机至规定转速55转/分（注：教进行此项调

速操作，学请不要调机转速，免产生！），然后关闭电机开关；

图2钻进模式关示图

5.选择好相应的钻压砝码（牙轮钻头用两个砝码，PDC钻头只用一个下部

大砝码），放在砝码支架上；

6.将准备好的试样放在支架上，手轮下移，稍用力夹紧岩样，如果钻

头高出支架，应在轻轻夹紧岩样的同时，逆时针转动小手摇泵手轮，卸掉

系统（注意：要确保岩样的钻进面定为平面！）。

7.转动手摇泵给活塞缸和储能器加压，先使钻头上移顶在岩样底面上，后

顶砝码至最高点（注意：该过程中应特别注意观察表，不能使表超过

8.待稳定后，按按钮，待位移、时间后，再按按钮复位；

9.打开电机开关进行实验；

10.当位移显示至规定值（牙轮钻头模式2.6mm，PDC钻头模式4mm），

电机停转后立即关闭电机开关；

11.记录钻进时间；

12.逆时针转动手摇泵手柄，先后使砝码和钻头下行至最底部（注意：

降至将近零点时，应缓慢