燃烧热能机械能复合破岩先导性试验研究

摘要：

为了证实燃烧热能机械能复合破岩方法的可行性，通过理论分析和室内试验对该破岩方法进行了研究。采用瞬态传热方式对岩石有限元模型进行了热分析，评价了燃烧热能对破岩的作用；并利用自制的钻头和试验台架开展了模拟钻进试验和对比试验，验证了燃烧热能机械复合破岩的可行性和破岩提速能力。理论分析可知，在不考虑岩石受热而发生热应力裂解的情况下，燃烧热能获得的钻速达18．0 m／h。模拟试验得到，该方法在花岗岩中的平均钻进速度为24．5m／h，同时钻进中高温改变了井眼周围岩石成分的团聚状态，可形成1．8mm厚的陶瓷层；在相同试验条件下，该破岩方法获得的钻进速度是常规机械破岩方法的8．3倍。研究结果表明，对于导热系数较小、抗拉强度和剪切强度较低的岩石，燃烧热能形成的热冲击力能引起岩石脆性破坏，降低岩石抗压强度，与机械能复合破岩能明显提高钻进效率。

关键词：燃烧热能、机械破岩、导热系数、抗压强度、抗拉强度、机械钻速、模拟试验

分类号：TE21(钻井工程)

资助基金：中国石化集团基础前瞻性项目“井壁陶瓷化钻井技术可行性研究”编号JP13051资助。

在线出版日期：2016-04-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：29-33