新型刮刀钻头的设计及现场试验研究

在理论分析的基础上，综合PDC钻头和刮刀钻头的优点，设计了一种新型的刮刀钻头，并进行了现场试验。现场试验结果表明，该钻头运转平稳，采用低钻压、高转速，钻进速度快，井眼规则通畅，有较明显的防斜作用，该种钻头的推广应用对提高钻井工程的整体效益具有十分重要的意义。     

合理优选PDC钻头是提高深井机械钻速的有效途径

提高深井机械钻速是一个复杂的综合性课题,它不仅受地质条件的影响,还要受地面设备、钻具、钻头选型、钻井液密度和钻井参数等多种因素的影响。在研究分析盐城1－2井、盐城2井、盐城4井等多口井使用PDC钻头极大提高机械钻速的基础上,认为合理优选PDC钻头是提高深井钻速的有效途径。     

新型高效PDC钻头在渤海QK18—1—P3井的现场应用

本文着重介绍了新型高效ＰＤＣ钻头的优点以及在ＱＫ１８－１－Ｐ３井中所创造的海洋同类井中ＰＤＣ钻头最高钻井速度纪录的过程。从海洋石油渤海公司在ＱＫ１８－１平台上所获得的较为可观的经济效益中可以看到，新型高效ＰＤＣ钻头在提高钻井速度，降低钻井成本，提高经济效益上，具有很大的应用前景。     

PDC钻头在羊塔克地区的应用

ＰＤＣ钻头越来赵多地用于深井钻井，实践证明，合理地运用ＰＤＣ钻头，对于加快勘探开发速度有明显效果。本文介绍了ＰＤＣ钻头在羊塔克地区应用的主要技术参数、技术要点和应用结果，证实了ＰＤＣ钻头在羊塔克地区大井眼中应用所创造的明显效益，真正达到了提高机械钻速，缩短钻井周期的目的，并对其它区块的勘探开发也有借鉴意义。     

PDC钻头在SH1025井的现场应用

本文着重介绍了ＳＨ１０２５井ＰＤＣ钻头设计方案及ＰＤＣ钻头实际钻透情况，并对实际钻进中出现的各种情况作出了定量分析解释。ＳＨ１０２５井ＰＤＣ钻头的应用，可为石西油田将来普及推广使用ＰＤＣ钻头摸索一条可行之路，最终达到石西油田的钻井速度，降低钻井成本，提高经济效益的目的。     

PDC钻头在鄂尔多斯盆地大牛地气田的应用

针对在鄂尔多斯盆地大牛地气田使用牙轮钻头存在钻井速度低的问题，从2003年开始使用胜利钻井工艺研究院研发的三种φ215．9mmPDC钻头，大大提高了钻井速度。PDC钻头的平均单只进尺是牙轮钻头的3．51倍，平均纯钻时间是牙轮钻头的2．37倍，平均机械钻速是牙轮钻头的1．48倍。     

PDC钻头在塔河油田的应用与分析

西北石油局自2001年应用XJ－DBS公司生产的PDC钻头以来，收到明显的效果。在TK620井和TK830井分别创下单只钻头进尺2393．89m和3246．54m的记录。该PDC钻头大幅度提高了钻进时效，降低了钻井成本，值得进一步推广应用。     

玉米油田青西地区钻头选型研究及应用

玉米油田青西地区井深一般在4000－5000m，地层为下白垩统中、下沟组。地层岩性不均、互层多、可钻性差，使钻头选型受到制约，平均机械钻速低、井斜、井塌、卡钻等复杂事故频繁，使该地区钻井成本居高不下。通过对窿3井、窿101井、柳东1井、柳102井等多口井钻井实践综合资料的研究分析，认为“H”和“HJ”系列钻头为合理选型，其选型结果可作为该地区以后钻井设计和施工中钻头选择的依据，并且1000m以前使用XHP2S钻头最有效；1000－2000m使用H517最合理；2000－3000m使用HA517、HJ517最现实；3000－4000m选用HJ517、HJ537为最佳；4000m以后选用HJ517、HJ537、HA637经济效益最好。     

PDC钻头在大牛地气田DK6井钻井中的应用

为适应鄂尔多斯盆地大牛地气田地层复杂、夹层多、地层硬的特点，胜利油田研制开发了P274MF和P156M型PDC钻头。在DK6井的应用表明．该PDC钻头大大提高了钻井速度．该井提前8．02d完钻，比此前同地区最快的DK5井钻井周期缩短了29．15％，取得了显著的社会经济效益。     

组合射流PDC钻头试验研究

为了将不同射流方式应用于PDC钻头以改变井底流场,并给钻头提供设计依据,通过数值模拟和室内试验分析了反向射流对井底流场的影响规律,并对旋转射流的破岩能力进行了评价。结果表明:PDC钻头加装反向射流喷嘴之后,钻头破岩部位压力降低,并且压降随着反向射流喷嘴距钻头底部距离的增大而减小,随反向射流流量的增大而增大,上部钻井液液柱压力对压降影响不大;在相同压降或排量下,旋转射流较普通直射流有更好的破岩能力。根据试验结论研制出了反向射流与旋转射流组合的PDC钻头,并在坨747井进行现场试验。结果表明,坨747井采用组合射流PDC钻头后,与采用普通PDC钻头的邻井相比,钻速提高40%以上。这表明,将反向射流和旋转射流组合应用于PDC钻头,可以明显提高机械钻速。      

QP19-L型PDC钻头在TK320井的应用

针对塔河地区的地层特点和PDC钻头的破岩机理，优选了适合于该地层钻进的QP19-L型PDC钻头，总结了PDC钻头的使用技术措施。在TK320井二开井段的应用表明，该钻头能明显提高机械钻速，缩短钻井周期，值得推广应用。     

宣页1井新型PDC钻头设计与应用

为了提高宣页1井二开井段印渚埠组地层的机械钻速、减小井斜角,以加强PDC钻头的稳定性、耐磨性、降斜性为设计目标,设计出了新型311.1 mm六刀翼PDC钻头。设计钻头时采用了小锥角、浅内锥冠部及短保径、短接头结构、高密度布齿、硬质合金限位减振齿等方法。设计的PDC钻头配合垂直钻井系统AVDS,在宣页1井805.61~1 017.18 m井段进行了现场应用,平均机械钻速达到3.28 m/h,与同地层常规PDC钻头相比提高8.61%;最小井斜角达到1.09°,与常规PDC钻头钻进井段相比减小明显,井斜问题得到了很好的控制。现场应用表明,设计的新型PDC钻头具有较好的井斜控制能力、稳定性及岩石切削效果,可达到防斜打快的目的。      

桥古1井快速钻进PDC钻头优化设计与效果分析

为了提高桥古1井山前构造地层中的钻进速度,对拟用于该井的PDC钻头进行了优化设计。在详细分析该井的地层特点以及邻近区块相似层位井段钻头使用资料的基础上,提出了针对性的优化方案,采用了力平衡布齿设计、等切削轮廓、CFD优化水力结构等现代PDC钻头设计技术,对常规PDC钻头在山前构造中易磨损、易泥包、机械钻速慢等缺陷进行了设计改进。所设计的钻头在桥古1井共使用了2只,使用井段为2 075.12~4 959.00 m,总进尺2 883.88 m,纯钻时间519.2 h,平均钻速5.55 m/h,比设计预期的3.50 m/h提高了58.57%,比预计的工期缩短了30 d。桥古1井的钻井实践表明,提出的钻头选型和优化设计方案可行,同时为山前构造地层优快钻井积累了宝贵经验。      

新型定向井PDC钻头的研制与应用

针对常规PDC钻头在胜利油田临盘区块定向井钻井施工中，工具面不稳定、难以控制、滑动钻进时钻压较小、钻速低的问题，研制出了一种新型定向井PDC钻头。该PDC钻头采用短剖面形状，特殊双重切削布齿结构，又对钻头进行了力平衡设计，把钻头的侧向力减到最小，增加了钻头工作时的稳定性。在临盘区块多口定向井的现场应用表明，新型定向井PDC钻头滑动钻进时钻压变化的敏感度小，工具面可控性好，复合钻进机械钻速和定向井机械钻速较常规PDC钻头都有较大幅度提高，且提高了钻井和下套管效率及井身质量。     

适用于长庆油田陇东地区的PDC钻头研发与应用

针对长庆油田陇东地区地层的岩性特征,在优化PDC钻头冠部剖面设计、布齿方法、切削角度和水力结构等的基础上,成功研制了PS263MF-222．3型钻头,在董63—61井和桐29—26井进行了试验应用并获得成功,打破了“长庆油田陇东地区不适宜用PDC钻头钻井”的旧观念。目前,该地区共推广应用该型钻头20余只,平均机械钻速27．85m／h,与牙轮钻头相比提高了77．86％,每钻进1000m可节约钻井时间27.95h,加快了长庆油田的勘探开发速度,具有较高的经济效益和社会效益。该钻头在陇东地区现场应用表明,螺杆配合PDC钻头的机械钻速比转盘配合PDC钻头的机械钻速低,这是由于地层较硬、门限钻压较高、对转速不敏感所致,因而P5263MF-222．3型钻头更适合于采用“低转速、高钻压”钻井参数模式钻进。     

三牙轮钻头三喷嘴优化组合的研究

通过大量的现场试验 ,得出三牙轮钻头三喷嘴优化组合的经验比值。实践证明该经验比值实用可靠 ,尤其是应用于上部地层时能明显提高机械钻速 ,对现场施工有一定的指导意义。     

PDC钻头与岩石相互作用规律试验研究

试验采用81/2in和121/4in两种PDC钻头,对嘉陵江石灰岩和香溪砂岩两种典型岩样进行钻进,在不同钻头转速和钻压下,测得了扭矩和机械钻速.分析试验结果得出,对于表面刮削破碎和体积破碎两种岩石破碎状态,钻压对扭矩的影响不一样.当钻压没有达到体积破碎钻压时,钻压对扭矩的影响较小;当钻压超过体积破碎钻压时,钻压对扭矩的影响非常明显.钻头转速对钻头扭矩几乎无影响.