I. Estructura de perforación
1. Definición
El estructura de perforación se refiere a los cambios en el diámetro y la longitud de un orificio desde la abertura inicial hasta su profundidad final. Esto también se conoce como el perfil técnico del taladro.
2. Componentes
Los elementos clave de la estructura de perforación incluyen:
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Diámetro del orificio
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Número de cambios de diámetro
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Número de capas de carcasa
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Diámetros y longitudes de la tubería
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Profundidades a las que se producen cambios de diámetro
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Métodos para sellar la parte inferior de la carcasa
3. Requisitos
Para garantizar la calidad y seguridad de la perforación:
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Utilice lodo de alta calidad, lodo de cemento o lodo químico para proteger las paredes y sellar fugas.
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El objetivo es minimizar los cambios de diámetro y reducir o eliminar la necesidad de carcasas, simplificando la estructura de perforación lo más posible.
4. Propósito de la carcasa
Las carcasas se emplean para aislar formaciones geológicas complejas, asegurando la estabilidad durante la perforación.
5. Situaciones que requieren cambios de diámetro y carcasa
Los ajustes de diámetro e instalaciones de carcasa son necesarios en los siguientes escenarios:
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Perforación a través de capas sueltas de grava o arena móvil donde la protección del lodo falla debido a la influencia de las aguas subterráneas.
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Pasar por zonas gruesas y fracturadas con articulaciones desarrolladas, colapso severo o caída de bloques, donde el lodo u otros métodos de protección son ineficaces.
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Encontrar estructuras que soportan agua conectadas a grandes grietas, causando fugas graves que otros métodos de detención del agua no pueden abordar.
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Alcanzar una profundidad donde la capacidad de carga del equipo requiere un cambio en el diámetro.
6. Factores que influyen en la selección de la estructura de perforación
La elección de la estructura de perforación depende de:
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Propiedades de roca
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Condiciones hidrogeológicas
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Diámetro final del agujero
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Profundidad de perforación
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Método y propósito de perforación
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Medidas de protección de agujeros
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Equipo de construcción
7. Configuración de la cadena de taladro
El configuración de la cadena de perforación define la relación entre el diámetro de la tubería de perforación y el diámetro del orificio (diámetro de la broca de perforación). Esta configuración determina el tamaño del espacio anular, lo que afecta:
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Rendimiento de la tubería de perforación
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Flujo de fluido de lavado
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Resistencia rotacional de la cuerda de perforación
II. Conocimientos básicos de perforación
1. Método de perforación
Una método de perforación es el término colectivo para las técnicas y medidas utilizadas para romper roca en el fondo de un pozo durante la perforación subterránea.
2. Tecnología de perforación
Tecnología de perforación implica el uso de equipos y herramientas especializados para romper roca o suelo, creando un agujero liso y regular con un diámetro y profundidad específicos. Incluye medidas técnicas para garantizar operaciones de perforación sin problemas.
3. Clasificación de los métodos de perforación
Los métodos de perforación se clasifican en función de:
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Fuerza y método de ruptura de rocas: Perforación rotativa, perforación de percusión, perforación de percusión rotativa.
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Material de herramienta de corte: Perforación de carburo, perforación de tiro de acero, perforación de diamantes.
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Método de circulación de lavadoCirculación directa, circulación inversa, circulación inversa local en el fondo del pozo.
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Recuperación del núcleo: Perforación de núcleo, perforación de cara completa.
4. Cómo elegir un método de perforación
La selección de un método de perforación depende de las propiedades físicas y mecánicas de la roca:
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Capas de roca blandas y algunas medianas-duras: Usar perforación de carburo.
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Capas de roca media-dura a duraOpte por la perforación de carburo de aguja, compuesto de diamante o tiro de acero.
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Capas de roca mediano-dura a muy dura: Emplea diamante, tiro de acero o perforación de martillo en el agujero.
5. Preparaciones antes de perforar
Antes de empezar:
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Preparar cantidades suficientes de tuberías de perforación, carcasas, tuberías direccionales, brocas de perforación, tiros de acero, aceite, fluido de lavado, herramientas de montaje/desmontaje, herramientas de recuperación de núcleo, barriles de núcleo corto, cajas de núcleo e informes.
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Inspeccionar el equipo de perforación y la calidad de la instalación a fondo; reparar, ajustar o reinstalar si es necesario, nunca comprometerse.
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Para agujeros profundos, cava un pozo en la abertura para incrustar una tubería direccional para evitar la desviación, insertando la carcasa después de llegar al fondo de la roca. Para agujeros poco profundos, utilice barro para la protección; Si el colapso es grave, construya paredes artificiales antes de la inserción de la carcasa.
6. Precauciones durante la perforación inicial
Durante la perforación inicial:
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Extende gradualmente el barril del núcleo usando presión ligera, rotación lenta y volumen de bomba apropiado. Utilice un taladro de guía integral durante los cambios de diámetro para evitar la curvatura del orificio.
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Observe la pérdida de fluido de lavado en capas de sobrecarga, lo que puede desestabilizar la pared del agujero y conducir a accidentes como brocas atascadas, enterradas, llenas de barro o quemadas.
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Coloque las carcasas en la roca intacta. Sella la parte inferior de la carcasa con bolas de arcilla tamponadas, fija la parte superior con cuñas de madera y sella con arcilla (o cemento si es necesario). Verifique la alineación conectando el tubo de perforación activo a la carcasa.
III. Parámetros técnicos de perforación (procedimientos de perforación)
1. Definición
Parámetros técnicos de perforación son factores controlables que afectan la eficiencia de perforación y la vida útil de la broca, junto con sus interrelaciones.
2. Componentes
Para los métodos generales de perforación, los parámetros incluyen:
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Presión de perforación (P)
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Velocidad de rotación (n)
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Volumen de la bomba (Q)
Factores adicionales para métodos específicos: -
Perforación de tiro de aceroCantidad y método de adición de tiros.
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Perforación de percusión rotativaIntervalo de impacto, frecuencia y energía.
3. Comprensión
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Estos parámetros influyen directamente en la eficiencia de perforación y la durabilidad de la broca.
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Se pueden ajustar en función de las condiciones de formación y los métodos de perforación.
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Los parámetros están interconectados y deben funcionar en armonía.
4. Clasificaciones
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Procedimiento de perforación óptimoValores de parámetros que logran los mejores resultados técnicos y económicos en condiciones específicas.
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Procedimiento de perforación agresivaValores de parámetros superiores a lo normal para aumentar la velocidad de perforación (también llamada perforación rápida).
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Procedimiento especial de perforaciónValores de parámetros restringidos y medidas especiales para fines específicos.
5. Cómo controlar y ajustar los parámetros
Los ajustes dependen de:
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Condiciones del agujero (propiedades de la roca, estabilidad de la pared del agujero, profundidad, diámetro, ángulo, tipo de broca/desgaste, estado de la cadena de perforación, propiedades del fluido de lavado).
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Los operadores deben observar diligentemente, analizar hábilmente y aprovechar la experiencia, ya que la observación directa en el fondo del hoyo es imposible.
IV. Formas de romper roca en la perforación
1. Tres mecanismos de ruptura de rocas
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molienda superficialSe produce con presión de perforación insuficiente, impidiendo que la herramienta de corte penetre en la roca - ineficiente.
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Rota de la fatigaLa presión ligeramente más alta crea grietas en la superficie, lo que requiere una acción repetida para romper la roca - baja eficiencia.
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Rompa de volumenLa presión adecuada asegura la penetración, y la fuerza de rotación causa la rotura de cizallamiento, lo más eficiente.
2. Proceso de ruptura de volumen
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PenetraciónLa herramienta de corte presiona en la roca.
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CizallamientoLa fuerza rotacional rompe la roca a través de la acción de corte.
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