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Respuesta: La ingeniería de perforación se refiere al proceso de perforación en la formación mediante herramientas de perforación (brocas, tubos de perforación, cadenas de perforación, etc.). ) Después de detectar inicialmente las capas de petróleo, gas y agua, luego se conecta a la carcasa y se extiende hacia abajo hasta las capas de petróleo, gas y agua.
Ingeniería geotécnica: ciencia y tecnología relacionadas con la utilización, transformación o transformación de roca, suelo o suelo en la construcción de ingeniería. Se puede ver que la ingeniería de perforación ha desempeñado un papel muy importante en la promoción del desarrollo de la ingeniería geotécnica. Utiliza principalmente la ingeniería de perforación para descubrir ricos recursos materiales bajo el estrato, lo que proporciona buenas condiciones y tecnología avanzada para el desarrollo de la ingeniería geotécnica. Al mismo tiempo, podemos saber que la ingeniería de perforación es una pequeña parte de la ingeniería geotécnica. La ingeniería geotécnica debe utilizar tecnología de perforación para excavar recursos materiales subterráneos y luego explotar los recursos. Esto significa que la ingeniería de perforación ha sido un factor decisivo en el desarrollo de la geotécnica. ingeniería. .
2. ¿Cuál es el proceso completo del proyecto de perforación?
Respuesta: Antes de perforar, el sitio debe nivelarse en la posición diseñada para el pozo, y la piscina de circulación del fluido de lavado de perforación y la piscina deben estar bien controladas, así como el pozo de cimentación necesario para instalar la torre de perforación 14. y sala de máquinas perforadoras 15. Instale el equipo de perforación No. 7, la bomba 18 y el motor 19, y conduzca el equipo de perforación y la bomba en la torre de perforación de acuerdo con la dirección de perforación diseñada. Utilice el taladro instalado para perforar agujeros en la dirección diseñada y luego fije el tubo de orificio 6 en el orificio.
Al perforar, primero utilice el malacate 16 para perforar la sarta de perforación debajo del agujero. La sarta de perforación consta de un tubo central 3, una junta reductora 4 y una sarta de perforación 5. La longitud total de la sarta de perforación debe ser mayor que la profundidad del pozo y todas las sartas de perforación deben estar conectadas con roscas selladas. La parte superior de la sarta de perforación pasa a través del eje vertical giratorio 8 del equipo de perforación y es sujetada por el mandril 9. El grifo de perforación 10 está instalado en la parte superior de la sarta de tubería de perforación y está conectado a la bomba 18 a través de una manguera de alta presión 17. Mientras enjuaga el orificio y lo gira, baje con cuidado la broca hasta el fondo del orificio y comience a perforar.
De acuerdo con las propiedades físicas y mecánicas de la roca recién perforada, bajo la acción combinada de la fuerza axial y la fuerza de rotación, la broca perfora un espacio anular en el fondo del pozo para producir el núcleo 2. Como A medida que la perforación se profundiza, el núcleo 2 llenará el tubo central.
El enfriamiento de la broca elimina los recortes rotos del fondo del agujero y los lleva a la superficie. Limpiar los pocillos con medios de limpieza.
Cuando el núcleo se llena con el tubo central, el núcleo debe sujetarse y romperse de manera confiable desde la parte inferior del tubo central.
Al levantar la broca, retire la sarta de perforación a un soporte separado y colóquela en el soporte. Generalmente, el soporte está hecho de 2 a 4 tubos de perforación conectados por roscas. La longitud del soporte depende de la altura de la torre de perforación, que generalmente debe ser unos 3 metros más baja que la torre de perforación. Se puede utilizar un tensiómetro para medir la calidad de la sarta de perforación al levantar la perforadora.
Después de levantar la herramienta de perforación al suelo, desenrosque la broca y saque el núcleo del tubo central. Enjuague y retire la capa de lodo del núcleo, mida la longitud del núcleo y luego colóquelo en la caja de núcleos uno por uno, marcando la sección del pozo donde se tomó el núcleo y la tasa de recolección del núcleo. Observe atentamente cada vez que levante el taladro. Después del desgaste, reemplace la broca a tiempo y repita los pasos anteriores.
3. La fuerza del rock.
Respuesta: La resistencia es el índice de rendimiento de los materiales sólidos que resisten daños bajo cargas externas. Factores que afectan la resistencia de la roca: (1) Resistencia de los minerales formadores de rocas. (2) Densidad de poros. (3) Anisotropía. (4) Método de carga de roca. (5) Estado de estrés. (6) Velocidad de carga.
4. Dureza de la roca
Respuesta: La dureza de la roca refleja la capacidad de la roca para resistir la presión de objetos externos más duros en su superficie. Factores que afectan la dureza de la roca: (1) Las propiedades de los nuevos minerales en las rocas. (2) Anisotropía. (3) Bajo compresión uniforme en todas las direcciones, la dureza de la roca aumenta. (4) A medida que aumenta la velocidad de carga, el coeficiente plástico de la roca disminuirá y la dureza aumentará.
5. La abrasividad de las rocas.
Respuesta: Abrasividad de la roca: La capacidad de la roca para desgastar herramientas se llama abrasividad de la roca. Hay dos tipos: (1) Fricción y desgaste. (2) Desgaste abrasivo.
Factores que afectan la abrasividad de la roca: (1) Cuanto más duras sean las partículas de la roca, más fuerte será la abrasividad. (2) Cuanto menor sea la fuerza de unión de la estructura del pegamento de roca, más fuerte será la abrasividad de la roca. (3) Cuanto más nítida sea la forma de la roca y mayor sea el tamaño de las partículas, más fuerte será la abrasividad de la roca. (4) La superficie de la roca porosa es rugosa y el contacto local con las herramientas tiende a concentrar tensiones, lo que aumenta la abrasividad de la roca. (5) Cuando la dureza es la misma, la triturabilidad de los minerales individuales es baja, mientras que la triturabilidad de las rocas inmateriales y multiminerales es más fuerte. (6) El medio cambiará la abrasividad de la roca.
6. Tres formas de romper la roca.
Respuesta: Trituración de roca: Es la tecnología y teoría para romper o bloquear parte del macizo rocoso del cuerpo matriz durante la excavación. Se divide en trituración por corte, trituración por impacto y trituración por explosión.
7. ¿De qué partes se compone una perforadora axial?
Respuesta: Máquina eléctrica, embrague, caja de cambios, caja de transferencia, eje vertical, cabrestante y dispositivo hidráulico.
8. Los tres elementos estructurales de las brocas de carburo cementado.
Respuesta: Una cierta cantidad de herramientas de corte de carburo están dispuestas en el cuerpo de la broca en una forma determinada, que puede formar una estructura de broca para perforar en diferentes estratos. Estos elementos que determinan la estructura de la broca se denominan elementos estructurales de la broca de carburo.
Cuerpo broca: Es el cuerpo de soporte de la herramienta.
Las herramientas de corte se dividen en: filos interiores y exteriores y filos inferiores.
9. Afilar el cuchillo.
Respuesta: Una vez desgastada la herramienta de perforación de aleación de broca dura afilada, se puede volver a afilar con una muela abrasiva hasta convertirla en una herramienta de ángulo agudo de bisel único para cortar la roca. La velocidad de perforación disminuirá gradualmente. con el desgaste de la herramienta.
La forma del cuerpo de la broca se puede dividir en brocas afiladas y brocas de anillo ordinarias.
Una broca para costillas es una herramienta de corte. Varias piezas de costillas están soldadas uniformemente al exterior del cuerpo de la broca y se incrustan pequeños bordes cortantes en las costillas.
Broca de anillo ordinaria: puede perforar formaciones débilmente abrasivas con dureza media o media.
10. Broca autoafilable.
Respuesta: Al perforar roca dura, además de las brocas de diamante y las brocas de acero, se suelen utilizar brocas de carburo autoafilables. El área de contacto permanece sin cambios después de que se desgasta la herramienta de perforación autoafilante, y no hay debilidad en la herramienta de perforación de afilado que se vuelve desafilada gradualmente. Sin embargo, las cuchillas de sección pequeña tienen poca resistencia a la rotura y requieren acero dulce dentado para soportar las cuchillas.
11. Tipos de brocas de diamante y mecanismo de rotura de rocas.
Respuesta: (1) Brocas de diamante de superficie. Cuando el diamante se mueve a lo largo de círculos concéntricos, transfiere una cierta cantidad de masa a la roca. La roca absorbe energía y se rompe para formar pequeños surcos. En rocas elásticas y quebradizas, debido a la generación de cuerpos de corte grandes y pequeños, el ancho del surco excede en gran medida la profundidad del diamante que corroe la roca. Después de pasivar el diamante, es necesario agregar carga repetidamente en un cierto punto en el fondo del pozo para romper la roca. Es decir, el proceso de rotura de la roca en este momento tiene la naturaleza de rotura por fatiga.
(2) Broca de diamante impregnada. El proceso de rotura de roca en el fondo del pozo para las brocas impregnadas de diamante es diferente al de las brocas impregnadas en la superficie porque las partículas de diamante utilizadas son muy pequeñas y están enterradas en la matriz. Las brocas impregnadas deben mantener las propiedades de autoafilado en los procedimientos de perforación para mantener una velocidad de perforación constante sin atenuación.
12. Elementos estructurales de brocas de diamante.
Respuesta: (1) Diamante para brocas: Las partículas de diamante natural y artificial dependen de la litología de la nueva broca. (2) Contenido de diamante en la matriz: el contenido de diamante es un parámetro importante que afecta el rendimiento de la broca. (3) Rendimiento de la matriz de la broca: seleccione correctamente la dureza de la matriz de acuerdo con la roca recién perforada. (4) La forma de la superficie de rectificado de la broca: la forma de la superficie de rectificado es principalmente una línea de fondo plana, que naturalmente puede formar un arco después de correr en el fondo del pozo durante un período de tiempo. (5) La boquilla de la broca: diseñada con múltiples boquillas y boquillas pequeñas para evitar que se queme la perforación.
13. Velocidad de perforación.
Respuesta: (1) ROP: bajar la herramienta de perforación del orificio pasante - taladrar - levantar la herramienta de perforación del orificio, lo que se denomina retorno en el ciclo de producción. A medida que aumenta la profundidad de perforación y aumenta la capacidad de perforación de la roca, se necesita mucho tiempo para perforar a la vez. Por lo tanto, es necesario optimizar los parámetros de perforación y mecanizar las operaciones de elevación de herramientas de perforación para mejorar el tiempo de perforación.
(2) Ciclo de perforación: se refiere a la tasa de penetración mecánica promedio durante todo el ciclo de producción desde la apertura del pozo hasta la perforación.
14. Procedimientos de perforación (óptimos, razonables y especiales)
Respuesta: Cuando se hayan determinado las condiciones geológicas y técnicas y los métodos de perforación, y bajo la premisa de asegurar los indicadores de calidad de la perforación. , La combinación de parámetros de perforación seleccionados para obtener la mayor velocidad de perforación o el menor costo de perforación por metro se denomina procedimiento óptimo.
Con un equipo técnico dado, cuando la selección de los parámetros del programa de perforación es limitada, la combinación de parámetros de perforación que garantiza los indicadores de calidad de la perforación y busca la máxima velocidad de perforación se denomina programa razonable.
Para completar tareas como extracción de muestras especial, corrección de inclinación de pozos y perforación direccional, los parámetros utilizados se combinan como programas especiales.
15. Procedimientos claves para la perforación diamantina.
Respuesta: El aumento de temperatura del neumático de la broca es normal, el consumo de energía es estable y el desgaste de la broca se reduce ligeramente. Sin embargo, bajo regulaciones críticas, el aumento de temperatura del neumático de la broca aumentará drásticamente, el consumo de energía aumentará drásticamente, la broca se desgastará gravemente e incluso se quemará.
(1) La relación entre la temperatura de la carcasa y WOB P y ROP N
(2) La relación entre el consumo de energía, ROP y los procedimientos de perforación.
(3) Relación entre la temperatura de la canal y el líquido de lavado.
(4) La relación entre el desgaste de la broca y los procedimientos de perforación.
16, la velocidad crítica de la broca espiral.
Respuesta: El concepto de velocidad crítica: cuando la velocidad es baja, la fuerza de inercia centrífuga de los recortes es pequeña y la fricción de la pared del orificio contra los recortes no es suficiente para hacer que los recortes se muevan relativamente. a las cuchillas, por lo que los esquejes se mueven. Sólo puede girar pero no elevarse en ningún momento. A medida que aumenta la velocidad de rotación, aumenta la fricción entre la pared del agujero y los recortes de perforación. Después de que la velocidad de rotación excede un cierto punto crítico, la fricción entre la pared del orificio y los recortes de perforación es suficiente para hacer que los recortes de perforación se muevan en relación con las hojas espirales, y los recortes de perforación se elevarán. El punto crítico de esta velocidad se llama velocidad crítica.
17, Equipo de perforación DTH.
Respuesta: (1) Impactador de válvula: impactador delantero, impactador de reacción, impactador de doble acción.
(2) Impactador sin válvula: impactador de chorro e impactador de chorro.
(3) Martillo DTH con válvula: estructura de escape, mecanismo de defensa aérea y mecanismo de válvula.
18, utilizando núcleo de suelo.
Respuesta: Una de las principales tareas de la perforación geológica de ingeniería es tomar núcleos o muestras de suelo intactas de las capas de roca y suelo. La estructura natural de las muestras de núcleos generalmente no se destruye fácilmente, pero las muestras de suelo se alteran fácilmente.
Métodos de préstamo: (1) Método de compresión: dividido en método de compresión continua y método de compresión intermitente. El primero utiliza un dispositivo combinado de polea para presionar rápidamente el muestreador dentro del estrato al mismo tiempo, lo cual es adecuado para muestrear capas de suelo blando. El segundo presiona el muestreador dentro del estrato dos o más veces.
(2) Método de presión: generalmente adecuado para el muestreo de capas de suelo duro y capas de suelo duro, se puede dividir en método de presión exterior del pozo y método de presión dentro del pozo.
(3) Método de excavación rotativa: al tomar muestras de suelo o muestras de roca de capas de suelo duro, si no se puede utilizar el método de adquisición de suelo anterior, se puede utilizar el método de excavación rotativa o un extractor de tierra con perforación rotativa mecánica. usado.
19. Tasa de recuperación del núcleo de roca (mineral) y sus factores que influyen.
Respuesta: Tasa de extracción del núcleo: la relación entre la longitud real del núcleo extraída del pozo y el tamaño real del pozo perforado. Para el núcleo, generalmente se requiere que el núcleo no sea inferior al 65% y el núcleo no sea inferior al 75%. Si es insuficiente, compénselo.
Factores que influyen:
(1): Factores naturales: Los factores naturales que afectan la cantidad y calidad de la extracción de testigos son principalmente las propiedades físicas y mecánicas de las rocas recién perforadas y la estructura y Estructura de las fracturas de formaciones rocosas.
(2) Factores humanos: ①Selección irrazonable de métodos de perforación: las partículas de acero vibran mucho durante la perforación, el espacio en la pared del orificio es grande y el núcleo perforado es delgado, lo que tiene un mayor impacto en el desgaste del núcleo, y Hay un ligero desgaste al perforar con carburo y muy poco desgaste al perforar con diamante. ② Selección razonable de la estructura de la herramienta de perforación: cuando se utilizan tubos de perforación, tubos de perforación y brocas curvos o excéntricos durante la perforación, las herramientas de perforación giran durante el proceso de perforación, generando fuerza centrífuga y vibración horizontal, lo que provoca que el núcleo se dañe por colisión y tener puesto. ③Procedimientos de perforación: presión, velocidad y desplazamiento de la bomba. ④ Método de operación incorrecto: la búsqueda ciega del tamaño al perforar, el tiempo de retorno prolongado y la perforación inoportuna aumentarán la posibilidad de que el núcleo se dañe en el fondo del pozo.
20. Herramientas y métodos de extracción de núcleos.
Respuesta: (1) Método de sujeción: cuando se utilizan carburo cementado y partículas de acero para perforar propiedades de mineral de roca semidura y superior a semidura y completa, al final del ciclo de perforación, el material puede ser Se retira del pozo. La tubería de perforación se coloca en el fondo del pozo y el núcleo se sujeta y se tuerce.
(2) Método de sujeción del anillo de seguridad: el anillo de seguridad se instala en la superficie cónica interior del cuerpo de la broca. Al final del retorno, la herramienta de perforación se levanta ligeramente para romper el núcleo.
(3) Método de perforación en seco atascado: detenga el suministro de agua al final de la última perforación, use el polvo de roca extraído para bloquear una pequeña sección del núcleo al tamaño de perforación en seco y luego gire sáquelo girándolo.
(4) Método de bloqueo de la precipitación: detenga la circulación del fluido de lavado al final de cada ciclo y utilice la precipitación del polvo de roca suspendido en el tubo central para bloquear el núcleo.
(5) Método de sujeción de la trituradora de cuña: al final de la perforación y la mezcla, levante la herramienta de perforación para sacarla del orificio, bájela a la trituradora de cuña, use un martillo para impactar la cuña y calzarla. el núcleo y luego bájelo dentro del núcleo de roca. La plantilla levanta el núcleo.
21. Otros métodos de extracción de muestras.
Respuesta: (1) Herramienta de perforación de tubos sacatestigos de una sola capa.
(2)Herramienta de perforación de doble tubo. ①Tubo doble de doble efecto ②Tubo doble de simple efecto
(3) Herramienta de extracción de núcleos de cuerda: ①Tubo central de doble capa de simple efecto ②Dispositivo de salvamento.
(4) Perforación y extracción de muestras con circulación inversa: ① extracción de muestras con circulación inversa parcial en el fondo del pozo; ② extracción de muestras con circulación inversa en el pozo completo.
22. El papel del fluido de perforación.
Respuesta: (1) Buena capacidad de refrigeración y disipación de calor y rendimiento de lubricación.
(2) Buen rendimiento de cizallamiento y dilución.
(3) Buena protección de la pared, prevención de fugas y resistencia a influencias externas.
(4) Tiene la propiedad de no fermentar, deteriorar ni corroer las herramientas de perforación.
23. Tres elementos de estructura de posición de perforación.
Normalmente llamamos profundidad del pozo, ángulo de acimut y ángulo superior a los tres elementos de desviación del pozo, que determinan la trayectoria de perforación.
24. Condiciones necesarias y suficientes para la perforación en flexión.
La razón fundamental de la curvatura del pozo es que el eje de la herramienta de perforación de gran diámetro se desvía de la curva del pozo.
1. Hay un espacio en la pared del orificio que proporciona espacio para que la herramienta de perforación de gran diámetro se incline o doble. Esta situación afecta principalmente a la resistencia a la flexión del agujero perforado.
2. Tiene una fuerza de inclinación o flexión para proporcionar potencia para que el eje de la herramienta de perforación de gran diámetro se desvíe del eje de perforación.
3. La pendiente de las herramientas de perforación de gran diámetro es estable. El bisel de la herramienta de perforación de gran diámetro se refiere al espacio entre el eje inclinado o doblado de la herramienta de perforación de gran diámetro y la pared plana del orificio y las condiciones necesarias para lograr la flexión del pozo cuando está inclinado o doblado. -La herramienta de perforación de diámetro es el pozo residual que dobla las condiciones suficientes.
25. Métodos para la identificación, medición y taponamiento de pérdidas de perforación
1. Desde la perspectiva de la estructura de la roca: Dado que la primera fuga suele ocurrir en varias capas durante el proceso de perforación, Se descubre que después de que ocurre una fuga, primero se debe analizar el núcleo extraído mediante perforación para observar si hay holgura, grietas, desarrollo de juntas o disolución cerca del fondo del pozo, y qué tan completo está.
2. Desde la perspectiva del proceso de perforación: Si se produce una pérdida repentina de agua durante el proceso de perforación, acompañada de una aceleración repentina de la velocidad de perforación o una caída de la herramienta de perforación, es necesario Considere si se ha encontrado una zona de fractura, una grieta grande o una cueva grande.
3. A juzgar por el nivel del agua en el hoyo: cuando el fondo del hoyo tiene fugas y no hay agua en la capa inferior, no hay un nivel de agua estable en el hoyo, lo que se llama hoyo total. fuga.
Método de medición 1. Método sencillo de medición in situ 1. Método de medición de parada de agua 2. Métodos de pruebas de estrés de aislamiento.
2. Método de determinación de la temperatura del pozo
3.