牙轮转速对钻进的影响.doc

转速对钻进的影响
转速表示直径一定的钻头旋转的快慢，是钻进过程中用以衡量回转速度的指标。钻进时，不同硬度岩石的破岩状态不同，钻压对其影响也不相同，因而钻头转速对破岩过程和机械速的影响，要考虑岩性与破岩时间因素。
（1）软地层钻进中的转速
在软而塑性大、研磨性小的岩层（如粘土类岩层）中钻进时，切削齿切削下来的岩屑厚度等于切削齿切入岩石的深度，且钻进中切削齿的磨损很小。因此，在软地层中钻进，当钻压一定时，转速与机械钻速成正比增长。
（2）中硬及硬地层钻进中的转速
中硬及硬地层压入硬度较大、研磨性较高，切削齿在钻进中不断被磨钝，齿与岩石接触面积也不断增大，使得岩石破碎时变形和裂隙发育时间延长，难度增加，钻速变慢，而需要更大的钻压。随着地层硬度的提高，钻头破岩时间延长，增大钻速，会使岩石破碎过程发育不能完全，切削齿还未充分破碎岩石，就与岩石分离开，引起破岩深度减小。因此，受破岩时间的限制，为避免切削齿较快磨损，在中硬及硬地层中钻进时不能过分增大转速。
（3）不同岩石中钻进的转速
不同的岩石，钻速随转速增长均有一定的变化曲线和极限转速。在粘土类岩石中钻进，钻速随转速成正比增长；在坚硬的、高研磨性岩石中钻进，钻速随转速增加而增长相对缓慢，由于破岩时间延长，极限转速比其它类岩石要小，当转速超过极限转速，将导致钻速下降。
通过提高一倍转速，试验牙轮钻头钻进不同级别的岩石，结果表明：岩石级别为4级的大理石，钻速增长率为93%，岩石级别为9级的斑状花岗岩，钻速增长率仅为28%，从4级到9级，钻速增长率呈递减曲线。因此，对较软的研磨性地层，提高转速有利，而对坚硬的高磨性地层，则意义不大。