鉆井循環泵對泵量的需求及制約因素

　　鉆井液的泵量是指用泥漿泵向井內連續泵注的鉆井液(包括氣體)的體積流量，其計量單位采用L/min(公升/分)或L/s(公升/秒)。鉆進時須有足夠的泵量才能將井底鉆屑有效地沖攜出地面，同時對發熱的鉆頭進行有效冷卻，這是鉆井液泵量的兩個最主要的功能。如果泵量過小，不足以把較大、較重的巖粒從環空中懸沖出來，則會減慢或停滯鉆進速度甚至發生擠埋鉆事故，電會因鉆頭冷卻效果差而導致燒鉆惡果。所以，提供足夠的循環泵量對于鉆進工程非常重要。

　　另外，在使用井底動力機的特殊情況下還要保證泵量能夠滿足驅動能力的要求;在利用噴射鉆頭水力碎巖時需要足夠的泵量提供強大的水馬力。反循環取心取樣和泥漿脈沖隨鉆測量也要求具備可靠的泵量：

　　但是，泵量也不能過大。一則隨泵量增加循環阻力增加(呈線性遞增關系)，泥漿泵的承壓增高直至達到極限而憋泵，同時井壁承受較大的動壓差而易遭破壞.井內流體也易漏、涌;二則泵量增加則環空流速增大(也呈線性遞增關系).對井壁的沖刷破壞程度加大：三則泵量增加勢必會增加泥漿泵的動力消耗，也會加大泵的磨損和運行噪音。此外，過大的泵量對井底鉆壓的控制、減少鉆頭沖蝕等也會帶來不利影響。所以必須綜合兼顧來設計泵量，對其大小進行合理控制。

　　鉆井液泵量直接決定了鉆井液在井內各部位的流速。泵量Q與流速u的基本關系表現為Q=wA(A為過流面積)。任意時刻地面泵送的排量只有一個相對定值，但此時鉆桿中、環空中、鉆頭等處所具有的流速卻因為過流面積不同而具有不同的數值。泵量的設計需要詳細剖析井內各處的流速情況。

　　鉆井工程大部分采用不含氣相的不可壓縮鉆井液，這種情況下(且不考慮漏、涌)泵量在井內各處的體積流量理論上同值。但對于氣體型呵壓縮的鉆井液情況就截然不同了，這時井內體積流量是隨各處壓力的不同而明顯改變的。

　　在確定鉆進泵量時必須結合鉆屑的K寸和密度、鉆井液的流變性、所鉆地層的穩定性、鉆具和井眼規格尺寸，并聯系考慮鉆壓、轉速和鉆進速度等多方面需求和制約因素來進行綜合設計。因此，不同鉆井條件下塒影響確定泵量的因素有各自的側重點。如在大顆粒鉆屑情況下應該以懸排能力來確定泵量;鉆進堅硬強研磨巖層時要重點兼顧泵量大到能夠有效冷卻鉆頭;小井眼深井條件下更側重限制泵量以防止憋壓：破碎松散地層應以盡量小的泵量設計來減少對井壁的沖蝕。

　　在眾多影響泵量設計的因素中，懸排鉆渣是最基本的需求因素。因此，在大部分情況下設計泵量時首先以能夠可靠排除鉆渣為目標來進行分析計算。更具體的又將這一思路分為兩種計算方法來實現：第一種是按鉆井液流速達到可以沖浮鉆屑來計算泵量;第二種是按限制環空中鉆屑百分含量不超標來計算泵量。兩種計算方法所考慮問題的出發點有所區別，計算過程所依托的參數不盡相同，適應的環境條件也各異，叮根據實際情況選擇或綜合使用。

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