ドリル泥バッグの問題と対処法

PDCビットのボール状化の原因

1. 地質学的要因: 掘削対象の地層の上部が続成作用を受けていない軟らかい泥で、ドリルビットの表面に付着しやすく、圧縮後にビットボールを形成しやすい。地層内の泥頁岩は続成作用を受けているが、水和して分散しやすく、坑井内の泥または泥中の固体相の含有量が大幅に増加し、ドリルビットの表面に吸着して泥ボールを形成する。または、地層に分散した石膏が含まれており、泥汚染を引き起こし、泥中の有害な固体相を除去することが困難であるため、ドリルビットが泥袋になる可能性が大幅に高まる。地層は浸透性が高い。圧力差の作用により、坑井内の有害な固体相と適時に除去されなかった切削屑を吸収し、厚い泥ケーキを形成し、PDCビットを引き抜くときにビットの下に蓄積してビットバッグを形成する。

3. エンジニアリング技術要因: 掘削中の変位が小さいため、坑底やドリルビットを効果的に洗浄できず、上昇速度が不十分なため、切削屑が長時間坑内に留まり、坑壁に付着して厚い泥ケーキを形成します。特に中層部と上部で顕著です。速度が速いほど深刻になります。軟質泥岩層では、掘削圧力が大きすぎるため、地層や掘削屑がドリルビット表面と直接接触し、ビットのボール化を引き起こします。削り取られた泥ケーキや切削屑がドリルビットを泥で詰まらせます。

4.ドリルビットの選定要因：水孔の設計が切りくず排出の要件を満たしていない。流路の切りくず排出角度により、切削屑が井戸底からスムーズに排出されない。

5. 運転レベルの要因: 掘削速度が速すぎると、ドリルビットが螺旋状のトラックを滑り落ちず、坑壁の泥塊や切削屑を継続的に削り取るため、ビットが詰まりやすくなります。ケリーを接続してドリルビットを循環的に洗浄するのではなく、押し下げたりパンチダウンしたりすると、坑壁から削り取られた泥塊や切削屑がドリルビットに詰まります。底まで掘削する際の操作方法が間違っていると、ポンプを始動した後もドリルビットが詰まります。軟弱地層を掘削する際に、ドリルが不均一に送り込まれます。

PDCビット泥袋の取り扱い 

1. ドリルビットを扱う際の第一の原則は、急いで穴を開けないことです。なぜなら、詰め込みが密であればあるほど良いからです。

2. 泥団子の発生を予防または対処する方法に関わらず、泥水性能の調整は避けられません。ドリルビットに泥団子の兆候が見られた場合は、直ちに掘削を停止し、洗浄剤を坑井に注入してドリルビットを洗浄する必要があります。

3. 掘削を停止し、変位量を増やして水圧洗浄効果を高め、ドリルビットを持ち上げて井戸の底から離れ、回転速度を上げて遠心力を高めて泥塊が簡単に排出されるようにし、何度も上下に動かし、ターンテーブルを回転させずに井戸の底まで押し下げて5〜10分間サイクルし、上記のプロセスを繰り返します。2サイクル以内に効果がない場合は、ドリルを引き抜くことを検討してください。

解決策は: 泥の変換と処理時に分散不良の白粘土とジュニパーアスファルトの添加を制御し、掘削中に泥中の微細な有害固形粒子を除去するために固形物制御装置を適時に起動し、掘削の途中で PDC ビットを交換します。置換循環は、掘削中にドリル ビットに付着した泥を適時に除去します。底に到達したら、掘削する前にまず数分間大きな置換を循環します。これらの重要なリンクを把握することで、PDC ビットのバギングを効果的に防止できます。技術者は、スタンドパイプのポンプ圧力が循環圧力とノズルの圧力損失で構成されていることを正しく理解する必要があることに注意してください。ノズルの圧力損失がゼロであれば、設置された水孔の数に関係なく、立圧は影響を受けません。したがって、アイを解放すると、垂直圧力が変わらないだけでなく、PDC ドリル ビットがバギングを起こしやすくなります。

2. 各ブロックにおける方向掘削の軌道制御ルールをできるだけ早く調査・把握し、掘削ツールの構造を最適化し、途中で方位角や坑井偏向を調整することによるPDCの使用を最小限に抑えます。掘削性の低い下部坑井区間で複合掘削を使用する必要がある場合は、耐摩耗性に優れたハイエンドのPDCビットを使用することで、PDCビットの使用効果を高め、掘削速度を向上させることができます。