本文關鍵詞：氣體鉆井低溫破巖機理分析

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【摘要】：氣體鉆井有著較高的機械鉆速在很大程度上歸因于鉆頭水眼處的焦耳 湯姆森低溫效應。這種效應對井底巖石產(chǎn)生了熱沖擊應力,使得井底巖石的強度降低,進而促進了機械破巖的作用。首先建立了非對稱冷卻條件下井底巖石的溫度場的分布模型,并以此建立了井底巖石三維動態(tài)熱應力分布模型,對氣體鉆井井底熱沖擊應力進行了深入的剖析。其次,通過莫爾 庫侖準則,對巖石的黏聚力變化進行了分析,得出隨著冷卻時間的加長,巖石強度迅速降低,有利于巖石的破壞。最后,為驗證理論模型,對砂巖巖樣進行液氮冷卻試驗,并對其進行聲波實時測量,聲波的首波波幅也有明顯的延遲,說明冷卻處理對巖心內(nèi)部結構產(chǎn)生了很大影響。
【作者單位】： 中國石油大學(北京)石油工程學院;北京工業(yè)大學;
【關鍵詞】： 氣體鉆井 低溫 熱應力 莫爾 庫侖準則 聲波試驗
【分類號】：TU431
【正文快照】： 0引言氣體鉆井因其能夠大幅度提高機械鉆速而被廣泛應用[1-12],但對其破巖機理并未解釋的非常清晰,而鉆井過程中的破巖研究又多集中于常規(guī)泥漿鉆井。Moore[13]在1958年就提出了影響破巖及機械鉆速的五大因素,鉆頭牙齒對井底巖石的切削、沖壓研磨被定義為巖石破碎的首要因素,鉆

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