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钻探DRILLING石油
钻探DRILLING
石油PETROLEUM
第42卷第3期2014年5月
Vol.42No.3May,2014
TECHNIQUES
钻井完井?doi:10.3969/j.issn.1001-0890.2014.03.011
毫米波钻井技术
郭先敏
(中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院，山东东营257017)
摘要：为了给我国毫米波钻井技术的研发提供借鉴和思路，研究了国外毫米波钻井技术的现状和成果。毫米波钻井技术是利用大功率回旋管毫米波发射机发射的毫米波电磁能强束熔化蒸发岩石，高压空气或氮气携岩屑(实际是携纳米级粉末)进行钻井。毫米波技术可省去常规钻井更换钻头和下套管固井等工序，因此可以缩短钻井周期。室内试验表明，毫米波钻井的机械钻速与毫米波的功率、岩石的蒸发比能及吸收功率密度密切相关。毫米波钻井技术为提高钻井速度、降低钻井成本提供了一种可行的新思路和新方法。
关键词：毫米波钻井机械钻速破岩机理实验室试验
中图分类号：TE249文献标识码：A文章编号：1001-0890(2014)03-0055-06
MillimeterWaveDrillingTechnology
GuoXianmin
(DrillingTechnologyResearchInstitute,SinopecShengliOilfieldServiceCorporation,Dongying,
Shandong,257017,China)
Abstract:Thispaperintroducesthemillimeterwavedrillingtechniqueabroad,whichusesthehigh-powergyrotrontransmittertoemitintensivebeamofmillimeter-waveelectromagneticenergyformeltingorvaporizingrocks,anduseshighpressureairornitrogenforcarryingcuttings(micron-sizedpowderactu-ally),includingtheprincipleofdrilling,theoreticalresearchstatusandachievementsandconclusionob-tainedbylaboratoryexperiment.Itcanshortenthedrillingtimebyeliminatingtheprocessofchangingbitandrunningcasingandcementingasconventionaldrillingmethod.ThelaboratoryexperimentshowsthatROPofmillimeterwavedrillingisrelatedtothemillimeterwavepower,specificenergyforrockvaporiza-tionandabsorptionpowerdensity.Millimeterwavedrillingtechnologywillbeanovelideaandmethodforimprovingdrillingrateandreducingcost.
Keywords:millimeterwavedrilling;rateofpenetration;rockbreakingmechanism;laboratoryexperi-ment
目前，深井、超深井钻井存在机械钻速慢等诸多技术难点，钻井成本很高。复杂地质条件对钻井技术提出了“优、快、省、HSE”的要求，促使钻井技术不断革新。自20世纪60年代激光技术兴起以来，国内外专家学者对激光钻井进行了50多年的研究，虽然理论研究证实激光钻井可显著提高机械钻速，降低钻井成本，但至今仍未见到穿透深度超过1m的文献报告，更没有在现场进行应用[1-10]。激光钻井未能取得重大进展，有基础物理学和工艺方面的原因。美国麻省理工学院的PaulWosk
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