一种新的抗振PDC钻头原理

在钻头和下部钻具之间的刚性连接使得井下振动加剧。在钻头结构中设计一种可倾斜的挠性结构，可减少钻头与下部钻具的耦合程度，因而改进了钻头的稳定性。这种钻头的原理已在可模拟井底振动条件的专门设计的试验钻机上得到证实。一种８ １／２ｉｎ（２１６ｍｍ）的原型钻头已在油田进行工业试验。上加速度记录证明，装有挠性连接的钻头井下振动水平大幅度下降。     

挠性抗回旋PDC钻头的有限元分析

回旋是导致PDC钻头早期失效的主要原因，介绍了一种基于挠性钻头的构想设计的抗回旋PDC钻头，阐述了其结构和抗回旋原理。对挠性钻头的公、母接头进行了有限元应力分析，说明了模型建立、网格划分以及约束和载荷施加过程中所采用的方法和关键技术。有限元分析结果表明挠性钻头的强度满足要求。     

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。     

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钻头优化设计与CAD系统软件开发

主要介绍ＰＤＣ钻头优化设计与ＣＡＤ系统软件内容、原理和特点。该软件是在ＰＤＣ钻头几何学、运动学、切削力学和岩石破碎学的基础上，运用ＣＡＤ、优化设计和计算机仿真等现代设计方法，自行开发的一套设计软件。它由几何结构设计、工作性能模拟和ＣＡＤ绘制设计图三部分组成，实现ＰＤＣ钻一过程的电算化。使用表明，该软件原理新颖、速度愉、精度高、操作方便，能够大幅度提高ＰＤＣ钻头的设计效率和设计质量。     

特殊可导向PDC钻头的开发及成功应用

介绍一种特殊的聚晶金刚石（ＰＤＣ）钻头在可导向马达总成上的成功应用及其发展前景，聚晶金刚石钻头的发展阶段包括一系列的试验室和现场试验。这些表明适当的表面设计和保径侵入性设计是提高钻头稳定性的关键。值得注意的是，一般认为稳定性需要短的，具侵入性的保径，现发现是一种误导，全世纪的现场应用已证实这点，一种新型设计减少了工具表面的波动，尽管钻压不正常，在得到允许的理论造斜率（ＢＵＲ）的前提下，产生优质井眼     

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。     

F931PDC双心钻头的研制

Ｆ９３１ＰＤＣ双心钻头的研制郭万金（２５３００５山东德州）双心钻头能通过一个较小的井眼后而钻出一个较大的井眼。一般双心钻头用于钻易粘附的流动性盐岩或膨胀性页岩地层，还可用于加深井钻进，二次完井，增加套管环空间隙，提高固井质量及减少扩眼时所伴随的危险。...     

PDC钻头在冀中油田的推广应用

近年来,石油钻井大量应用了PDC钻头,特别在软到中等硬度地层的广泛应用,取得了很好的经济效益。虽然钻头价格较高、但它具有机械钻速高、使用寿命长、起下钻次数少,钻井费用低,劳动强度小等优点。3年来,冀中油田所用的PDC钻头均是江汉钻头厂生产的B15M、B18M、B20M、B22M 4种型号。     

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。     

双刃切削齿提高了PDC钻头的性能

ＰＤＣ切削齿的发展极大地提高了ＰＤＣ钻头的性能,促进了其开发。钻井业也在诸如ＰＤＣ钻头的震动,地层的可钻性,钻头的选择,钻头适应能力及钻头的受限因素等方面取得进一步的进展。在ＰＤＣ钻头的发展和性能方面,ＰＤＣ切削齿具有最大的影响。切削元件除了能提高钻头的工作性能外,还能够优化对ＰＤＣ钻头改进有益的其他因素。     

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。     

测控钻头

本文介绍了一种新式测控钻头的开发过程、构件组成和工作原理,以及它在试验室内和现场的试验情况。使用这种钻头可以直接获取钻头工作时的各种参数,为合理使用钻头、提高钻井效率提供可靠依据和有力手段。     

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钻头在牙哈地区使用效果分析

本文主要阐述了牙哈地区适合ＰＤＣ钻头所钻地层及ＰＤＣ钻头使用效果分析、ＰＤＣ钻头钻进的使用工艺措施、钻井参数等内容，通过完钻井资料分析，ＰＤＣ钻头在牙哈地区的应用是可行的，能达到提高钻进速度、缩短钻井周期、节约钻井成本的目的，为塔里木地区深井钻井速度的提高提供了科学依据。