反井钻机钻孔偏斜控制

(1)轴向载荷造成导孔偏斜

在正向导向孔钻进过程中,开孔钻孔时因是近距离钻进,钻杆是不会弯曲的,因此不会出现由钻压引起的偏斜,随着钻孔的延伸和钻压的增加,钻杆就会逐渐产生弯曲现象,由此产生的不垂直度载荷导致钻

进方向角度的改变。钻孔的下部(从弯曲点到钻头)已偏离了钻孔的设计坐标点。作用于钻孔的钻具载荷按受力性质分为垂直和水平两个分力。垂直分力使钻头沿垂直方向或倾斜方向向下钻进,水平分力使钻头沿水平方向或沿倾斜方向钻进,钻杆的自重使钻杆朝着导孔低侧方向垂落，在给钻杆施加轴向正压力负荷时,作用于钻杆上的推进力使钻杆产生一定程度的绕性弯曲,弯曲的钻杆顺着垂落方向移动,而稳定器只起到局部支点作用,其结果就是钻头沿着倾斜方向钻进,造成导孔偏斜问题。

(2)岩层对钻头的反作用造成导孔偏斜

在无层理、节理或断层,围岩整体性较好的坚硬而均质岩层中施钻导孔时,因岩层反作用造成的导孔偏斜较少发生或偏移量较少,而岩石硬度和岩石结构的多变则会使钻进导孔产生偏斜。钻头钻进的方向在

很大程度上取决于钻头与硬度多变的岩石表面相接触时的夹角。如果夹角较小,钻头朝着与变化的岩石平面平行方向钻进,若夹角过大,钻孔的偏斜将趋向于变化的岩石平面垂直方向钻进。

(3)钻孔精度的影响因素及预防错施

①导孔钻头的选型:软岩钻头采用夹角较小的长楔齿或碳化钨镶齿。硬岩钻头则采用夹角较大的短楔齿或碳化钨半球形镶齿,使其在低钻压下能获得较好的钻孔精度。

②钻压:为了提高钻孔的精度,应采用低于最佳钻进速度的低钻压钻进,低钻压能有效地减小钻孔偏斜。导孔钻头的钻压通常在现场采用比似法确定,即参考钻凿相同或相似地层的钻井参数来确定钻压。也

可参考钻头制造厂家提供的钻头应用参数来确定实际操作钻压。

③在钻进导向孔时,保持恒定的钻进速度是控制偏斜最常用的方法。

④钻井高压水:对实际钻进情况进行统计表明，沉积在孔底0.5~5.0mm厚的钻凿岩粉会影响钻进精度并使钻进速度降低,高效精确钻进的一个基本要求就是对孔底岩粉进行有效的清理。

⑤稳定器:稳定器是避免钻孔偏斜有效的基本实用器具,一般被设计为六棱形和八棱形,其直径大于钻杆直径,施钻时附着于钻杆上,通常将2个或多个稳定器联在一起使用,以使在钻孔中底部形成一段刚

性的、与孔壁多处接触的钻具组,起到钻进约束作用，有效防止钻孔偏斜。

⑥岩层特性:掌握岩层的特性有助于选择最合适的钻头,在制订导孔的钻进工艺时,应该充分考虑所钻进岩层的特性,收集并掌握所钻作业现场作业区域的详细地质资料以及附近施工时获得的地质资料,便

于本钻井施工工艺措施的正确制订。

(4)纠偏

根据钻孔的深度、岩石地质条件和钻孔精度要求等不同条件,一般可选用钟表测斜仪、磁性测斜仪和陀螺测斜仪进行测量。如果发现钻孔偏离现象,应停止钻进并进行纠偏处理。钻孔纠编的方法视具体情况而定,最常用的方法:首先如果钻孔偏斜程度和方向是有规律的发展,可采取偏置钻机的距离和方向的方法,或根据本地以前施工获得的操作数据以及本工程地质柱状图所示的岩性进行判定;其次,可以采用堵塞偏孔、重新钻孔的方法解决偏斜问题。堵塞钻指用纯水泥浆将变向点至孔底一段进行充填,使之凝固然后重新钻进。