粒子沖擊鉆井系統包括粒子注入系統、PID鉆頭、粒子處理系統。

 

  1.粒子注入系統裝置.

 

  粒子注入系統將一定量的粒子均勻地注入到鉆井液中,鉆井液攜帶粒子進入立管并傳遞到井底的鉆頭,以滿足鉆井破巖的目的。主要有粒子存儲罐、機架、輸送機構和升降機等組成,如圖1所示。升降機將粒子舉升到機架頂部,粒子注入到加料斗,粒子在重力作用下沿輸送管進入螺旋擠壓機,在螺旋擠壓機和鉆進液壓力的作用下,將粒子注入到鉆井液循環系統[3]。從根本上講,粒子注入系統研究的核心是如何將粒子按照一定比例、均勻地注入到高壓鉆井液中。

 

  此外還要考慮粒子尺寸、形狀、粒子注入方式、流量控制、粒子沖擊巖石的速度等對粒子注入系統的要求。

 

  現場應用PID鉆進7h,進尺28m,常規鉆進24h,進尺27. 4m,鉆速提高5倍鉆進8h,進尺36. 6m,最長運行記錄北美最堅硬、最具研磨性的巖層總進尺104. 5m,平均鉆速5. 4m /h,常規鉆速1. 2m /h對改進的注入系統測試,依靠機械力移動粒子進入立管?165mm的井眼成功鉆遇64口井(摘自PDTI公司二季度統計)2.PID鉆頭.

 

  PID鉆頭側翼底部和鉆頭中心圓錐體上布置有硬質合金齒,能以低鉆壓和低扭矩方式破碎井底巖石,形成環形巖脊。鉆頭外緣布置有保徑齒,增加鉆頭的耐磨性與穩定性,同時具有扶正防斜的作用[4]。破碎的巖石環槽由于釋放了原有的地應力。

 

  巖石的破碎強度降低,更加容易鉆進。PID鉆頭鉆硬夾層時的花費是常規鉆井的80%,縮短鉆井1 /3的鉆井時間。

 

  3.粒子沖擊鉆井處理系統裝置.

 

  粒子處理系統包括轉動的滾筒、環形分離器和磁鐵分離器,如圖1。粒子返到地面時,粒子、巖屑和鉆井液固相在振動篩上被捕獲,被重新傳遞到粒子處理系統內,通過環形分離器和磁鐵分離器。破碎的粒子可以從巖屑和鉆井液中分離,洗凈后進入轉動的旋轉儲罐,存儲并攪動粒子防止粘結成塊,并注入井下重復利用。