鉆進參數(shù)

是指鉆進過程中可控制的參數(shù)，主要包括鉆壓、轉(zhuǎn)速、鉆井液性能、泵量、泵壓、泵率及其他水力參數(shù)。2100433B

(1) 便于進行鉆進工藝參數(shù)的優(yōu)化，提高鉆進速度，延長鉆頭壽命。鉆壓、鉆具轉(zhuǎn)速和沖洗液量 (泵量)是三個重要的回轉(zhuǎn)鉆進參數(shù)，在鉆進過程中，通過鉆進參數(shù)儀可隨時監(jiān)視、測量這些參數(shù)的值，并針對具體條件進行相應的調(diào)整和組合。

(2) 用以監(jiān)視鉆孔內(nèi)巖層的巖性變化和鉆具的工作狀況。在巖層巖性發(fā)生較大變化時，鉆進參數(shù)也會相應變化，總結(jié)這些參數(shù)變化的規(guī)律，可作為判層的依據(jù)。在煤田鉆探中，常利用這種變化進行見煤預報。此外，根據(jù)扭矩、鉆速等參數(shù)的變化，可對巖心堵塞、鉆頭磨損等情況作出較可靠的判斷。

(3)用以發(fā)現(xiàn)孔內(nèi)事故和機械故障的征兆，以便及時采取措施，防止重大事故發(fā)生。泥漿泵密封不良或摩擦傳動副打滑時，泵量會下降;鉆頭水眼堵塞或孔內(nèi)巖粉過多，沖洗液循環(huán)阻力增大，泵壓會明顯上升;孔內(nèi)出現(xiàn)坍塌掉塊時，鉆桿回轉(zhuǎn)扭矩會劇烈變化。通過鉆進參數(shù)儀的監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)這些情況，便可及時予以處理，避免燒鉆、埋鉆和卡鉆等孔內(nèi)事故及因設備帶病運轉(zhuǎn)或過負荷而引起機械事故。為增強這種作用，又不使操作人員長期處于精神緊張的狀態(tài)，鉆進參數(shù)儀上常設有聲、光報警裝置。

(4)發(fā)生孔內(nèi)事故時，鉆進參數(shù)儀顯示的數(shù)據(jù)，有助于判斷事故類型和檢查處理效果，縮短停鉆時間。在鉆進過程中，扭矩經(jīng)短暫升高后很快降低到正常值以下，泵壓也隨之降低，通過稱量鉆具又發(fā)現(xiàn)其重量減小，可判定已發(fā)生鉆桿折斷事故，根據(jù)鉆具稱重結(jié)果，還可推斷鉆桿折斷的位置;在打撈鉆具時，通過鉆具稱重，可確定矢錐是否已把折斷的部分抓住。

目前，利用鉆進參數(shù)儀直接監(jiān)測的參數(shù)有鉆壓、鉆具轉(zhuǎn)速、沖洗液量(泵量)、泵壓、扭矩、鉆速、累積進尺和液動沖擊器工作頻率等。性能較完善的新型鉆進參數(shù)儀還可由此導出巖石破碎系數(shù)、巖石可鉆性指數(shù)、參數(shù)的變化率、鉆頭的每轉(zhuǎn)進尺等參數(shù)。這些參數(shù)不僅可以指導鉆探施工，而且還可為科研人員進行鉆探工藝和機具的分析研究提供可靠依據(jù)。

鉆進參數(shù)儀工作環(huán)境惡劣，對其防震、防潮、耐溫度變化和電源電壓波動等性能要求較高。鉆進參數(shù)儀的測量精度，與測量方法和傳感器的種類有關(guān)，其誤差一般為滿量程的±1%～±5%。

由于多方面的原因，多參數(shù)鉆進參數(shù)儀在中國應用還不廣泛，但在該領域的研究工作多年來卻一直沒有停止，從20世紀70年代后期開始，進展明顯加快，至80年代初，已有多種儀器定型投產(chǎn)。80年代中期，微機技術(shù)進入該領域，鉆進參數(shù)儀也跨入了發(fā)展的新階段。90年代初，出現(xiàn)了適于生產(chǎn)現(xiàn)場使用的具有一定人工智能的實時監(jiān)測和優(yōu)化控制系統(tǒng)，即除了對鉆進過程進行監(jiān)測之外，還能根據(jù)現(xiàn)代鉆探理論和實踐經(jīng)驗進行分析判斷，給出正確提示;當出現(xiàn)孔內(nèi)事故征兆時，能自動使鉆具提離孔底或停車。有的，還可以通過打印和磁記錄積累實鉆資料。這種新型鉆進參數(shù)儀已與鉆機緊密結(jié)合，為研制自動鉆機和實現(xiàn)自控鉆進奠定了基礎。

西方國家多將發(fā)展重點放在石油鉆井參數(shù)儀表上，只有英國、瑞典等少數(shù)國家研制過一些單參數(shù)地質(zhì)鉆探儀表。前蘇聯(lián)在這一領域做了許多工作，從20世紀50年代開始，一直延續(xù)至今，生產(chǎn)單參數(shù)儀表、綜合鉆進參數(shù)儀和鉆進參數(shù)記錄儀等，品種較多，在生產(chǎn)中應用也較普遍。 2100433B