高溫地熱井牙輪鉆頭掉齒機理研究中關(guān)于穩定器的影響

  穩定器的主要作用時(shí)有效控制鉆井過(guò)程中井身的質(zhì)量,對鉆柱起著(zhù)扶正和支點(diǎn)的作用,隨著(zhù)水平井和定向井的發(fā)展,穩定器也逐漸由單純的扶正作用演變成造斜、穩斜和降斜于一體的綜合性工具,對提高井身質(zhì)量、提高鉆速、降低鉆采成本起到關(guān)鍵性作用,高溫地熱井牙輪鉆頭掉齒機理研究是目前井眼控制技術(shù)中不可或缺的井下工具。在惡劣的井下環(huán)境中,穩定器與鉆頭所處的環(huán)境類(lèi)似,同樣受到井下壓力、溫度、鉆井液等因素的影響,對于表面鑲有硬質(zhì)合金’

 

  塊的穩定器在遇到類(lèi)似與肯尼亞地熱鉆井的環(huán)境時(shí),會(huì )發(fā)生硬質(zhì)合金塊等硬質(zhì)顆粒落井的情況。穩定器上硬質(zhì)合金塊脫落的原因可分為以下有三個(gè):

 

  (1)加工制造時(shí)過(guò)盈配合不當,嵌合深度淺,配合擠壓力不夠;(2)基體材料磨損;(3)基體材料與硬質(zhì)合金塊之間產(chǎn)生微動(dòng)磨損,使配合松動(dòng)。

 

  因為穩定器在工作段都會(huì )與井壁巖石對磨,為了增強穩定器表面的耐磨性通常都會(huì )在穩定器表面鑲入硬質(zhì)合金塊以增加其表面的耐磨性。但是鉆井過(guò)程振動(dòng)引起的沖擊載荷,以及穩定器反進(jìn)動(dòng)引起的沖撞均會(huì )影響穩定器的對磨,在穩定器與井壁的相對滑動(dòng)和沖擊中,地層和鉆井液中的硬質(zhì)顆粒引起工作表面材料磨料磨損和沖擊磨料磨損,磨損造成的材料損失既來(lái)自硬質(zhì)合金塊,又來(lái)自基體材料。在對磨過(guò)程中,由于硬質(zhì)合金塊與配合孔間也有可能因微動(dòng)磨損使配合松動(dòng),逐漸A出于表面?；w材料磨損后,失去了對硬質(zhì)合金塊的支撐和保護,再加之微動(dòng)磨損造成的配合松動(dòng),硬質(zhì)合金塊就從表面上脫落下來(lái)。硬質(zhì)合金的脫落不僅影響穩定器的壽命,同時(shí)加重鉆頭的沖擊性,增加牙輪牙齒的動(dòng)載荷,增加掉齒風(fēng)險。