高溫地熱井牙輪鉆頭掉齒機理研究中關于穩定器的影響

  穩定器的主要作用時有效控制鉆井過程中井身的質量,對鉆柱起著扶正和支點的作用,隨著水平井和定向井的發展,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,對提高井身質量、提高鉆速、降低鉆采成本起到關鍵性作用,高溫地熱井牙輪鉆頭掉齒機理研究是目前井眼控制技術中不可或缺的井下工具。在惡劣的井下環境中,穩定器與鉆頭所處的環境類似,同樣受到井下壓力、溫度、鉆井液等因素的影響,對于表面鑲有硬質合金’

 

  塊的穩定器在遇到類似與肯尼亞地熱鉆井的環境時,會發生硬質合金塊等硬質顆粒落井的情況。穩定器上硬質合金塊脫落的原因可分為以下有三個:

 

  (1)加工制造時過盈配合不當,嵌合深度淺,配合擠壓力不夠;(2)基體材料磨損;(3)基體材料與硬質合金塊之間產生微動磨損,使配合松動。

 

  因為穩定器在工作段都會與井壁巖石對磨,為了增強穩定器表面的耐磨性通常都會在穩定器表面鑲入硬質合金塊以增加其表面的耐磨性。但是鉆井過程振動引起的沖擊載荷,以及穩定器反進動引起的沖撞均會影響穩定器的對磨,在穩定器與井壁的相對滑動和沖擊中,地層和鉆井液中的硬質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自硬質合金塊,又來自基體材料。在對磨過程中,由于硬質合金塊與配合孔間也有可能因微動磨損使配合松動,逐漸A出于表面。基體材料磨損后,失去了對硬質合金塊的支撐和保護,再加之微動磨損造成的配合松動,硬質合金塊就從表面上脫落下來。硬質合金的脫落不僅影響穩定器的壽命,同時加重鉆頭的沖擊性,增加牙輪牙齒的動載荷,增加掉齒風險。