仿真技术在牙轮钻头浮动套轴承设计中的应用

如何提高现有牙轮钻头轴承的工作性能，延长其在高转速下的使用寿命，是目前钻井工程领域迫切需要解决的问题之一。采用计算机仿真技术分析了牙轮钻头浮动套轴承的摩擦因数、扭矩、温度等性能参数与轴承结构参数的变化关系，找到了同一结构参数时载荷和钻头转速对轴承摩擦学性能的影响规律，认为215．9mm（8 1/2英寸）牙轮钻头浮动套内外间隙比应为2．0～3．0，为给定工况下牙轮钻头浮动套轴承结构的设计与优化提供了理论依据和方法。     

利用测井资料进行金刚石钻头设计和选型

在弹性力学理论基础上，建立起预测岩石力学特性的数学模型以及金刚石钻头设计参数的计算模型，并利用现场测井资料对金刚石钻头设计参数（保径材料、水力结构、切削齿尺寸、布齿密度以及钻头剖面）进行了分析研究，针对地层岩性特点优化钻头设计，并相应地推荐了适用的钻头型号。现场应用表明，利用该方法设计制造的钻头能显著提高钻速，降低钻井成本，社会和经济效益显著     

国外钻头技术新进展

分析了美国Hughes Christensen公司、Reed-Hycalog公司、Smith钻头技术公司、Varel国际公司以及国外其它钻头制造商的新型钻头产品和技术。对这些钻头的结构特点、性能特点、试验及现场应用情况分别做了描述或说明,同时对新钻头产品的设计软件和设计方法做了简要介绍。建议国内钻头制造企业加大技术开发力度,不断推出拥有自主知识产权的更新换代产品。     

粒子冲击钻井钻头设计与流场测试

粒子冲击钻井(PID)钻头是粒子冲击钻井系统的重要组成部分,PID钻头的优化设计及井底粒子的流动规律研究对于粒子冲击钻井技术的现场应用效果至关重要。为了优化PID钻头结构,提高粒子冲击钻井的破岩效率和岩屑返排效率,开展了PID钻头设计与流场测试研究。文中设计了2种规格的PID钻头和4种型号的喷嘴,通过室内流场测试得出了2种钻头在不同泵压和喷距条件下的粒子喷射特性和环空上返情况;探讨了不同喷嘴的加速性能和射流收敛性,得出了粒子冲击钻井的井底流场流动规律,优化了PID钻头和喷嘴结构,为后续PID钻头的研制与应用提供了必要的室内实验支持。     

利用数理统计方法对钻头进行优选及评价

结合实例介绍了应用数理统计进行钻头优选与评价的基本原理与步骤,该方法是通过哈得熏区块的大量钻井施工实践及钻头资料统计数据,利用数理统计原理构造合适的统计,选择适当的置信度,在钻井工程设计中对钻头类型及型号进行优选,预测钻头可能达到的使用指标,同时对钻头的使用效果进行分析与评价。利用这种统计学与实践经验相结合进行钻头选型的方法,可以达到提高机械钻速、减少井下钻头事故、降低钻井成本的目的。     

PDC钻头泥页岩地层钻进泥包机理及对策研究进展

PDC钻头发生泥包时,切削齿和钻头体上会黏附大量的泥页岩切屑,影响破岩效率,弄清泥包机理是了解泥包影响因素、预防和清除泥包的前提。为此,通过调研、分析近年来国内外PDC钻头泥页岩地层钻进泥包发生机理、防止和清除泥包等方面的大量文献,从钻井液类型及性能、钻头结构、钻头水力学参数和PDC钻头其他处理等4项技术方面,总结论述了预防和减少PDC钻头泥包的新成果、新方法和新动态。进而认识到:①从微观层面研究泥页岩岩屑与钻头表面的黏附机理是研究泥包机理的未来方向;②通过向水基钻井液中添加化学添加剂以使其具有油基钻井液的性能的方法具有可取性;③预测泥包的钻头结构参数和水力学参数的确定需要大量的实验研究;④建立井底流场特点与钻头泥包的量化关系是今后数值模拟的研究方向。     

新型三牙轮金刚石钻头用于降低钻井成本

<正>美国Baker Hughes公司推出Kymera XTreme金刚石与三牙轮合成钻头。该钻头机械钻速高,耐磨性能好,能帮助作业者降低钻井成本。迄今世界各油田使用钻头多数为金刚石钻头或三牙轮钻头,使用二者混合设计方式的钻头较少。此钻头在设计上综合了多晶金刚石的强度以及三牙轮钻头的精巧工艺,改善了上一代混合设计钻头的性能,提高了钻头的穿透性,延长了其运行寿命。此钻头的特点是易于根据实际使用目的与现场条件,包括地层类型与井眼孔     

泥页岩新型防泥包PDC钻头设计及应用

PDC钻头在泥页岩中钻进时容易出现泥包现象,岩屑粘附于切削齿和刀翼顶面,使切削齿无法有效吃入地层。为此,研究了钻头冠部轮廓、切削结构、刀翼形状和水力结构等对PDC钻头防泥包性能的影响,并设计了新型防泥包PDC钻头。通过对PDC钻头体三维造型进行特殊设计,可以有效解决水眼堵塞、钻头泥包的难题,钢体PDC钻头以其无可比拟的优点应用会越来越广泛。滨深24X1井的现场试验结果表明,新型防泥包PDC钻头具有显著的防泥包性能,机械钻速高,在大港油田泥岩作业中有很高的推广应用价值。     

利用数理统计原理对钻头进行优选与评价

用实例介绍了应用数理统计原理进行钻头优选与评价的基本原理与步骤，该方法是通过川东北地区大量钻井施工实践，及详实的钻头实钻资料统计数据，利用概率统计学中数理统计原理。构造合适的统计量，选择适当的置信度，在钻井工程设计中对钻头类型及型号进行优选，预测钻头可达到的使用指标；同时，对钻头的使用效果进行分析与评价，利用这种以统计学与实践经验相结合进行钻头选型的方法，达到提高机械钻速，减少井下钻头事故，降低钻井成本的目的。     

PDC钻头在复杂运动条件下钻进过程仿真

在钻井中，钻头设计的优劣以及钻头的选型对提高钻井速度和降低钻井成本都起着非常重要的作用，而切削齿的切削力是评价钻头设计以及钻头选型是否合理的重要依据。因此，有必要对钻头在复杂工作条件下的受力进行分析、预测。文章利用计算机数字仿真技术，计算PDC钻头在复杂运动条件下的切削量，来预测切削齿可能的磨损区域。该仿真系统突破了传统的理论分析方法对钻头运动条件的限制和对钻头切削结构方案的限制，其分析结果的科学性和可信度具有显著提高。