新型挠性抗回旋PDC钻头研究

回旋是导致PDC钻头失效的主要原因, 在研究国内外抗回旋技术的基础上, 基于挠性钻头的创新思想, 设计了新型挠性抗回旋PDC钻头。该型PDC钻头由于上、下弹性环的弹性作用, 使得公、母接头之间可以倾斜一定角度转动, 井底钻具组合的倾斜不会影响钻头体, 钻头体轴线仍保持与井眼轴线重合, 不偏斜, 不与井壁接触, 从而避免回旋的产生。对挠性抗回旋PDC钻头和常规PDC钻头的运动学分析证明, 挠性抗回旋PDC钻头的抗回旋性能优良, 其工作寿命大大长于常规PDC钻头。     

挠性连接钻头——PDC钻头抗振新原理

钻头与底部钻具结合之间的刚性连接是产生井下严重振动的根源。在钻头和底部钻具组合之间采用倾斜的挠性接头可提高钻头的稳定性。这种设计原理已经过专门设计的、能够模拟井下动态条件的实验装置的验证。设计出了一只８１／２ｉｎ原型钻头，并进行了现场试验。井下加速度仪记录结果表明，钻头采用挠性接头可显著降低井下振动程度。     

一种新的PDC钻头设计模型研究

在PDC钻头设计过程中,刀具岩石互作用模型是一个很重要的要素。过去设计使用的模型只考虑了剪力、法向力和侧向力3种力,对有倒角或特殊形状的PDC刀具不适用。介绍了一种新的刀具岩石互作用模型,该模型考虑了影响机械转速的倒角、刀具背部力、岩石变形、破碎材料回流等因素,已应用于钻头设计中,全比尺测试和现场试验表明,可提高钻头可钻性。     

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。     

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     

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。     

PDC钻头在胜利油田的应用分析

全世界已将PDC钻头广泛应用于钻软地层和中硬地层。它具有机械钻速高,钻头使用寿命长,起下钻次数少,井斜控制好以及钻井设备及套管磨损小,钻井费用低等优点。     

带有效PDC切削齿的牙轮钻头提高了背锥保持能力

已经研制出一种将滚动牙轮钻头的常规钻进机理与聚晶金刚石切削元件修整背锥的剪切运动结合起来的、并已获专利的滚动牙轮钻头。介绍这种钻头的设计特点，演示剪切运动的实验室试验，以及带剪切ＰＤＣ背锥元件的钻头的井场研究成果。     

PDC钻头稳定性技术研究

文章对影响PDC钻头稳定性的回旋振动与扭转振动进行了分析与研究，提出了多种改善PDC钻头稳定性的技术措施，并简要介绍了应用效果。     

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。     

双心PDC钻头设计及应用

双心ＰＤＣ钻头可用于钻流动性较强的盐层，膨胀性页岩地层，或用于套管开窗侧钻。也可通过小尺寸井眼。该工具特征是有两个中心轴线。结构采用胎体镶复合片，天然金刚石保径。钻头有三个可换式喷嘴，每排切削刃前有较深的放水道冷却钻头。在沙参４２井应用取得明显效果。