[其他]用于地下巖層鉆探的由重力材料制造鉆探泥漿流的發明

無效

• 申請號: 85104368
• 申請日: 1985-06-08
• 公開（公告）號: CN85104368A
• 公開（公告）日: 1986-07-09
• 發明（設計）人: 奧托·法斯塔德
• 申請（專利權）人: 奧托·法斯塔德
• 主分類號: C09K7/00
• 分類號: C09K7/00
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 陶令靄

眾所周知在地下巖層鉆井時要添加一些由重力材料制成的泥漿流，以減小或部分減小在這樣的巖層里鉆探時所會出現的巨大壓力，特別在較深的地層中鉆探時，這些泥漿流還會增加對這些鉆探設備的彈性。

聯系到今日所使用的作為重力材料的各種不同的材料，如重晶石、鈦鋅礦等，它們是被碾粹成一種合適的顆粒度，并以一定的濃度構成鉆探用的泥漿的一部分。這些礦物質的特性是與鉆探泥漿流的綜合功能成正比的且是可以改變的。特別是在泵和管系設備中它們免不了要受到極大的磨損和消耗，而鉆探泥漿流就是通過這些泵和管系送到井中或從井中抽出來。

現在已知把鐵作為重力材料添加到泥漿流中去，以便在使用后借助于磁鐵把鐵從泥漿流中吸出來以便再次使用。這個例子可以從美國專利號No.1663????492和美國專利號No.2276????075的專利中得知。

借助于磁力方法還能簡單地回收鐵粉，且用這種回收方法所需設備所占的場地是大大小于用礦物材料作為重力材料的相應設備所占的場地。但還存在一個很大問題，即泵、閥門和其他管系設備的磨損和損耗的問題。

然而根據本發明所用的鉆探泥漿流就可以避免這些問題，該方法在權利要求的特征部分就作了敘述。

根據本發明用出度大的重力材料制成的鉆探泥漿流不僅可以達到借助于磁力方法把泥漿抽出來，而且可以使得泵、閥門和管系設備的磨損大大地減小，這是由于合理的顆粒形狀所決定的。

根據本發明采用這種形狀的這種顆粒可以使鉆探泥漿在鉆具側面工作時起著有效的滾動軸承式的支撐作用，這在斜鉆時就顯得特別重要。

實驗表明，根據本發明用重力材料制成的鉆探泥漿具有較好的流變特性，這是由于這些鋼制球粒能穩定地懸浮在該泥漿中。

根據本發明的這些顆粒在鉆井期間只受到最輕微的磨損，這是由于這些顆粒本身的強度和形狀所決定的。

根據本發明，這些重力材料是由一種或幾種金屬、金屬合金或它們所混合的一些球粒所組成的。顆粒的形狀是珠狀（丸狀）或是球狀的，這些形狀是特別合適的。

這些顆粒能適合用不銹鋼制造，這樣可以使這些顆粒免遭腐蝕，而且只要借助于磁力方法回收就可以在很長的時期內反復使用這些顆粒。

然而這些園顆粒也可以由普通的軟鋼來制造，這些鋼球粒能夠與按體積比是占較少數量的鋅球粒相混合。這些鋅球粒可以制成珠狀（丸狀），例如用電子蒸發和凝結的方法來生產，但是珠狀的鋅球粒也可以用液態噴霧法和機械粉碎法來生產，再進一步，鋅球粒可以用氣態噴霧生產。鋅球粒的直徑小于250微米是較適合的，鋅球粒可以和軟鋼球粒及不銹鋼球粒相混合使用，以使得在鉆探泥漿中的管系設備得到陰極防腐保護。

軟鋼或不銹鋼的金屬顆粒的重力材料可以有珠狀（丸狀）和球狀的外形，珠狀外形的顆粒可以由液態噴霧法生產或用機械粉碎法生產，而球狀顆粒可以由氣態噴霧法制造，具有珠狀或球狀外形的別的合金的顆粒，或者不同合金的顆粒混合在一起也是適用的。這些珠粒的直徑都應小于1000微米，最好是在15至75微米之間。

在鉆探泥漿流中的這些顆粒的流動特性的改進可以通過在這些顆粒的外表面用化學方法涂上一層涂層來獲利，如把較大的球形、珠形顆粒變形成為近似橢園球形也可以獲利流動性能的改進。

用本發明的顆粒與用重晶石和鈦鐵礦的顆粒進行了一些比較性試驗，這里對不同粘度下的鉆探泥漿流的流變特性、流動特性和耐磨損性能都作了試驗，試驗結果見表1和表2。

表1是在600、300、200和100轉/分的情況下所測出的結果，塑性粘度值PV和流動極限（流動點）YP也已標出，測量是基于泥漿具有平均粘度為5，6.5，8和10厘泊（CP）的情況下進行的。根據本發明的該重力材料是由瑞典的Uddeholm????AB所生產的不銹鋼顆粒所制成的，這些顆粒其中一部分的直徑是小于150微米，其余的是小于20微米，一個附加試驗是用這二種直徑的顆粒混合后進行的，還有一個附加試驗是一種直徑小于20微米和一種直徑在44至88微米之間的顆粒混合后進行的，混合的比例全部是50%∶50%。這些實驗是借助于重力流變儀進行的，泥漿的基體是在水中于先飽和的膨潤土所組成。

表2表示了在上述所提及的重力材料在經過一段時間后所測量得到的穩定性能，在頂部的水所占的百分數和在底部沉淀凝結的百分數都是在72小時后所測量出來的。

表1列出了根據本發明所采用的重力材料的流變特性，并與重晶石和鈦鐵礦做材料的作了比較。

表2表示了懸浮在泥漿中的鋼制顆粒的穩定性。