Efeito da velocidade de rotação na perfuração

A velocidade de rotação indica a rapidez com que uma broca com um certo diâmetro gira e é o alvo usado para medir a velocidade de reversão durante o processo de perfuração. Ao perfurar, as condições de quebra de rocha das rochas com dureza diferente são diferentes, e o peso na broca as afeta de forma diferente. Portanto, a influência da velocidade de rotação da broca no processo de quebra da rocha e na velocidade de perfuração mecânica requer consideração da litologia e dos fatores de tempo de quebra da rocha.

(1) velocidade de rotação durante a perfuração em formação macia

Ao perfurar em formações rochosas macias, plásticas e pouco abrasivas (como formações rochosas semelhantes a argila), a espessura das estacas cortadas pelos dentes de corte é igual à profundidade dos dentes de corte na rocha, e o desgaste dos dentes de corte é pequeno durante a perfuração. Portanto, ao perfurar em formações macias, quando a pressão da broca é constante, a velocidade de rotação aumenta em proporção à velocidade de rotação mecânica.

(2) Velocidade de rotação durante a perfuração em formações duras e médias

Camadas duras e médias são laminadas com maior dureza e maior abrasividade. Os dentes de corte estão constantemente sendo rombos durante a perfuração, e a área de contato entre os dentes e a rocha também está aumentando, o que aumenta a deformação e as rachaduras quando a rocha é quebrada, e a dificuldade aumenta. A velocidade diminui e mais peso na broca é necessário. Com a melhoria da dureza do estrato, a broca quebra a rocha em todos os momentos, aumentando a velocidade de perfuração tornará o processo de esmagamento de rocha incompleto, e os dentes de corte serão separados da rocha antes que a rocha seja totalmente quebrada, resultando na redução da profundidade de quebra da rocha. Portanto, a fim de evitar um desgaste mais rápido dos dentes de corte, a velocidade de rotação não pode ser aumentada excessivamente durante a perfuração em formações duras e médias.

(3) Velocidade de rotação da perfuração em rochas diferentes

Para rochas diferentes, a velocidade de perfuração tem uma certa curva de mudança e velocidade limite com o aumento da velocidade. Para perfuração em rochas semelhantes a argila, a velocidade de perfuração aumenta proporcionalmente à velocidade de rotação; para perfuração em rochas sólidas e altamente abrasivas, a velocidade de perfuração aumenta com o aumento da velocidade de forma relativamente lenta, porque o tempo de quebra da rocha é prolongado e a velocidade limite é maior do que outros tipos de rochas. Se a velocidade exceder a velocidade limite, a velocidade de perfuração diminuirá.

Depois de dobrar a velocidade, a broca do rolo experimental perfurou rochas de diferentes graus. Os resultados mostraram que:

Para mármore com grau de rocha 4, a taxa de aumento da taxa de perfuração é de 93%. Para o granito pórfiro com grau de rocha 9, a taxa de aumento da taxa de perfuração é de apenas 28%. Do grau 4 ao 9, a taxa de aumento da taxa de perfuração mostra uma curva decrescente. Portanto, é benéfico aumentar a velocidade de rotação para formações abrasivas mais macias, mas tem pouco significado para formações fortes e altamente abrasivas.

Na prática, a velocidade melhorada é restringida pela resistência, comprimento da coluna de perfuração, a função da broca e a capacidade do equipamento de perfuração. No período atual, com o desenvolvimento de habilidades de perfuração de furos finos, bem como a melhoria da coluna de perfuração no poço, e a seleção de lubrificantes líderes para reduzir a resistência ao atrito reverso, alta velocidade será totalmente usada.