新型PDC钻头创河南油田钻井进尺新记录

湖北武汉中国地质大学长江钻头公司通过近3年的探索与研制,利用无压浸渍技术成功地开发了新型PDC钻头。最近生产的1只215.9mmWH461-6型PDC钻头,在河南油田7口井中使用,累计进尺5423.42m,创下了河南油田单只钻头累计进尺历     

PDC钻头再创世界进尺记录

日前，由美国Smith GeoDiamond公司制造的1只φ215．9mm(81/2英寸)M62EPX PDC钻头在卡塔尔的Idd El Shargi油田创造一项新的钻井记录。这只钻头在3个横向井段和2次裸眼侧钻作业中共钻进了7611m。钻头创下的其它记录还包括：①在1次钻进过程中实现了旋转定向钻井系统的最长进尺；     

PDC钻头一年创三项世界记录

美国克里斯坦森公司研制的 R482型PDC钻头在1984年一年中连创三项世界纪录:1.一只200mm(7(7/8)英寸)钻头在美国波德河盆地一口井钻长段来固结砂岩和页岩,连续工作167小时,共钻进2542m,机械钻速为15.2m/h,节省5.7万美元。2.一只222mm(8(3/4)英寸)钻头从一口井中起     

PDC钻头的新发展——PDC复合钻头

利用PDC钻头能在软地层获得高钻速的效果,利用天然金刚石钻头能在研磨性硬地层获得理想的钻速和寿命的特性,国外已出现了综合这两种钻头优点的PDC复合钻头。钻头的切削工作面沿其切削方向上相隔布着PDC齿和天然金刚石齿,而天然金刚石齿总是位于PDC齿之后,并且在出露尺寸上低于PDC齿;钻头的保径面上布有能抵抗研磨性地层磨损的几种性能各异的保径块。现场使用这种钻头的记录表明,其工作指标相当令人满意,而且单位进尺平均成本又低于其它类型钻头。     

Genesis PDC钻头

Genesis PDC钻头 @学稼     

PDC钻头动力学

在坚硬地层中ＰＤＣ钻头较差的性能是由于井下振动造成的。但只要按正确的操作条件并在振动的控制方面采用一些新技术就能成功地延长ＰＤＣ钻头在坚硬地层中的使用寿命。ＰＤＣ钻头模型是全动态的三维模型并被用于模拟常规的转盘钻井。对于不同ＰＤＣ钻头灵敏性分析设计也都显示出了由钻头所导致的扭转、轴向和侧向的振动。此外这些分析也表明常规ＰＤＣ钻头有回转的趋势，从而导致钻井速度的降低和钻头寿命的缩短。而反螺旋ＰＤＣ钻     

定向PDC钻头

为解决常规PDC钻头在定向作业时产生的反扭矩大而造成工具面不稳定、造斜作业时常常停顿的问题,中国石油渤海装备中成机械制造公司研究开发了一种特殊的定向PDC钻头。该定向PDC钻头采用紧凑型结构设计、应用低扭矩高效破岩理论、预破应力布齿和井底流场仿真计算等技术,减少了切削反扭矩对定向工具面的影响,钻进扭矩变化小、工具面摆放稳定、定向能力强、造斜效果好、机械钻速快、使用寿命长、技术水平先进,定向效果处于国内领先水平。定向PDC钻头作为特性钻头的一种,应用前景十分广阔。     

新型PDC钻头

美国Halliburton公司设计出一种专用于坚硬岩层钻井的新型PDC钻头，这种钻头镶有抗磨蚀的新型PDC切割齿，抗磨蚀性能是工业标准的135倍，抗冲击性能良好，能显著提高钻井进尺和机械钻速。     

江汉PDC钻头创进尺14000m的高记录

近日，江汉钻头厂生产的φ220B10M型PDC钻头，其中一只JZ0942号钻头在内蒙二连油田由华北油田钻井一公司32631钻井队使用，在哈南断块的哈22-123等井经过15次下井，钻头累计总进尺为14842.12m，累计纯钻时间为360．14h，平均机械钻速高达41．21m／h。     

贝克休斯自适应PDC钻头

为了给我国钻头技术的研发提供借鉴和思路,研究了贝克休斯公司自适应钻头技术研发现状和试验成果。自适应钻头是针对钻头引起的黏滑问题提出的一种创新技术,能随着钻进环境变化自动调整钻头切削深度,通过切削深度控制装置抵消部分冲击,避免钻齿过度咬入地层,从而提高钻进效率,降低钻井成本。文中分析研究了钻头黏滑振动及自适应DOC控制概念,并详细介绍了自适应钻头结构。实验研究及油田测试结果表明,自适应钻头为有效消除黏滑、降低钻井成本提供了一种可行的新思路和新方法。     

特殊井PDC钻头

为了解决水平井定向时反扭矩过大而造成的失稳、造斜率不一致、钻头偏载、岩屑清理困难等问题,研制的特殊井PDC钻头拓展了PDC钻头的应用空间,提高了火成岩和变质岩地层钻头使用效率,满足了定向井、水平井及特殊岩性钻井施工的市场需求。通过采用螺旋规径、等磨损布齿、预破应力和切削齿吃入控制等设计方法,成功开发了φ152.4mm、φ215.9mm、φ241.3mm、φ311.15mm等14种新型号PDC钻头产品。通过在冀东油田、苏里格气田等现场应用表明,运用这种钻头可提高钻井速度,缩短钻井周期,并为后续准确测井、识别油气层创造了良好的条件。该系列钻头新产品达到国内先进水平,具备良好的推广应用前景,对于钻头切削齿角度与破岩效率的研究今后仍需深入进行。     

专用优质PDC钻头

美国Hughes Christensen公司研制成功的专用优质PDC钻头，采用新型的高冲击和耐磨牙轮与特殊钻头结构设计，可适用于特殊井况。目前该公司已开发出一组具有高耐磨性、适用于恶劣环境的牙轮。该钻头在极端磨损条件下使用时，可极大地延长牙轮使用期限并保证切削刃的完整性，从而延长钻头的使用寿命。     

PDC钻头的发展趋势

介绍了PDC钻头及其发展的3个趋势:(1)设计理论和设计手段的发展,包括传统设计理论等切削原理、非常规设计理论、计算机辅助设计、钻头实体仿真、工作状态仿真和地层适应性研究;(2)切削元件超硬材料的发展,包括提高聚晶金刚石复合片的自身性能、改变复合片的结构和发展异型复合片;(3)钻头制造工艺技术的发展,包括数控加工技术的应用、软模成型技术、胎体性能研究以及固齿技术的研究。     

新型PDC钻头设计

PDC钻头在钻井破岩中所占的比例越来越大,但在软硬交错的多夹层地层钻进时效果却不理想,常常发生先期损坏。针对胜利油田多夹层地层特点进行了PDC钻头的优化设计,突破了PDC钻头单一切削元件模式。根据该设计制造的一种新型复合式PDC钻头在多夹层地层中取得了较好的应用效果。与牙轮钻头相比,复合PDC钻头机械钻速高、寿命长、进尺多等特点,对加快油田勘探开发速度、降低钻井成本有积极的意义。     

推广使用PDC钻头

本文介绍PDC钻头几年来在我国使用情况及PDC钻头结构特点,同时分析了PDC钻头在我国深井钻井中的经济效益。最后提出PDC钻头钻井措施及今后在国内推广使用的几点意见。     

长寿命PDC钻头

美国Smith公司用一个Geo Diamond 216m的M62EPX PDC钻头钻了2口水平井和3口侧钻井，共钻进了7607m。该钻头是最新一代可变稳定曲率半径（ARCS）系列聚晶金刚石复合片（PDC）钻头。它通过重新确定和优化机械钻速（ROC）稳定性和耐久性间的关系，提高PDC钻头的性能。该种钻头，采用多尺寸钻头齿类精确几何条件和相互关系控制的最佳牙轮结构。其切削齿的曲率差异可形成精确扇形井底形状，以保证钻头的稳定性。     

新型PDC钻头概述

<正> 70年代初美国人发明了PDC钻头。在世界范围内得到了普遍应用。PDC钻头在软到中硬地层中具有机械钻速快、寿命长、钻进平稳等优点。为扩大PDC钻头的使用范围,使之能有效地钻穿硬夹层或较硬的地层,提高钻头在复杂地层内的钻进效率,世界各大钻头厂家又相继研制出了新型PDC钻头。Christensen公司研制的Mosaic、Hycalog公司研制的Hybrid和DBS公司研制的PD型和TD型等新型PDC钻头,大大提高了PDC钻头的抗冲击能力、抗冲蚀性     

PDC钻头运动学研究

分析了ＰＤＣ钻头切削齿在井底的运动规律和工作状态；研究了切削齿在切削过程中出现的各种运动学问题，包括井底重叠切削状态、切削齿与井底的接触区、切削齿的实际工作角度，以及切削齿侧面与井底的干涉状态等。     

PDC钻头选型新方法

采用综合方法,把由常规测井资料评价出来的地层岩石力学诸参数综合成一个值,作为评判待钻地层可钻性的标准。在此基础上,综合考虑了对PDC钻头应用效果影响较大的抗压强度和岩石内摩擦角这2个岩石力学参数,并结合研究区块PDC钻头使用记录,优选出适合待钻地层的PDC钻头型号。现场试验证明,该方法简单易行,应用效果良好。