混合钻头破岩机理浅析

随着我国油气资源的不断开发,钻井深度也不断的加大,因而各钻井公司对钻头的质量有了更高的要求,近年来国外提出的将PDC钻头和牙轮钻头的优点结合,形成了具有PDC结构和牙轮结构的混合钻头,混合钻头设计合理,在钻井过程中会合理地融合两种钻头的切削作用,使其相互影响,从而在硬地层中利用牙轮钻头切削结构的缓冲作用,较好地减缓了PDC钻头的切削齿的磨损速度,并且当牙轮切削齿出现磨损后,PDC钻头的切削结构承担了较大部分的钻压,因而牙轮切削齿的磨损速度也可以得到较好的缓解,混合钻头可以在多种地层中整体提高了钻井效率。     

PDC钻头复合冲击破岩机理研究及应用探讨

随着钻井提速,PDC钻头结合扭力冲击器的复合钻井技术应用越来越普遍。为了进一步提高PDC钻头复合钻井技术在现场的应用效果,系统分析了钻头的结构及工作原理,对PDC钻头具有的硬度高、耐磨性好、强度高、自锐性好、稳定性差、抗冲击性差的特性进行了分析。通过对复合冲击破岩机理研究表明,在复合钻井条件下,PDC钻头切削齿与地层岩石呈严重不均匀接触状态,承压面积减小,切削齿对地层岩石的吃入深度增加,加之切削轨迹呈交叉状态,显著提升了钻头破岩效率。通过在钻井现场的应用及与牙轮钻头钻井情况对比,结果表明,PDC钻头复合钻井技术能够显著提高机械钻速、缩短钻井周期,具有较好的经济效益和广阔的应用前景。     

有关砂卵石层孕镶金刚石钻头设计与制造的思考

在钻探生产中经常遇到砂卵石层，砂卵石层中石英含量高，坚硬、研磨性强，形状各异，大小不一，钢粒钻井和硬质合金钻进都不适用钻井砂卵石层；普通金刚石钻头钻进中窜动厉害，对钻头胎体冲击大，钻头磨损特别快，寿命低，而且容易掉块，给钻进带来麻烦，使钻进成本上升。针对砂卵石地层的特点，提出研制适用于砂卵石层金刚石钻头的设计与制造思路。     

砂卵石层孕镶金刚石钻头设计与制造的思考

在钻探生产中经常遇到砂卵石层中石英含量高，坚硬，研磨性强，形状各异，大小不一，钢粒钻井和硬质合金钻进都不适用钻进砂卵石层；普通金刚石钻头钻进中窜动厉害，对钻头胎体冲击大，钻头磨损特别快，寿命低，而且容易掉块，给钻井带来麻烦，使钻进成本上升。针对砂卵石地层特点，提出研制适用于砂卵石层金刚石钻头的设计与制造思路。     

PDC钻头切削齿破岩载荷规律的分析

对PDC钻头冠部形状及不同的布齿密度和切削齿在不同的磨损状态下对PDC钻头切削齿受力的影响进行了分析；用相邻的3个切削齿之间的关系（不同的切削齿与切削齿之间的径向距离和切削齿之间的高度差）来分析PDC钻头冠部形状和切削齿布齿密度对切削齿受力的影响，以及将切削齿的磨损状态简化成与切削齿在钻头上装配方向垂直的平面来分析切削齿磨损状态对切削齿受力的影响。     

地热钻井用钻头

一、前言钻井费用在地热开发所需费用中所占比例非常大，如何缩短钻进时间，减小钻进费用成为一大课题。过去，为提高钻进效率曾进行了种种努力。目前，地热钻井用的钻头大部分为三牙轮钻头。但是牙轮钻头在高温环境中使用，密封和轴承等容易损坏，寿命短。为此，各国都进行了地热钻井用钻头的研究开发，并已制作出性能良好的地热钻井用钻头，但其性能尚不充分。高温钻头除了耐热、耐磨、耐腐蚀外，还应该具有类似全面钻头的简单结构。美国进行了金刚石复合片高温全面钻头的研究开发，但是钻进硬地层的效果不理想。日本也进行了高温硬地层钻进用金刚石复合片的开发。作者等对三牙轮钻头进行性能评价后，又以开发直径215.9mm（8~1/_2in）左右地热钻井     

塔东古城地区钻头优选及应用

针对大庆油田塔东区块古城地区地层含砾、岩石硬度大、85%以上井段采用牙轮钻进,导致深部地层钻速慢,钻头磨损严重等问题,在传统钻速预测方法基础上,引入钻头磨损、地层岩性、应用井深等相关参数,建立钻头破岩效率计算方法,并结合所钻遇的地层岩性、测井资料及钻头类型等,建立钻头优选模型,实现钻头选型定量化,提出了适用于古城地区的钻头序列推荐方案。现场成功应用5口井,单只钻头进尺和平均机械钻速均得到了很大的提高,实现了钻头优选提速提效的目的,为古城地区的高效钻井施工提供了重要的技术支撑。     

鄂 北 地 区 钻 头 优 选 探 讨

为适应鄂尔多斯塔巴庙区块勘探开发需要，利用区域测井资料进行钻头选型，并结合现场实践优化钻头类型和钻井参数，提高钻井效率。通过新型PDC钻头推广应用，单口井所需钻头数量减少3～4只，减少起下钻3回次以上，缩短钻井周期3．5天。     

风管式气举反循环钻具及其在大口径钻井施工中的应用

目前大口径钻井施工中常用的泥浆正循环钻进存在着泥浆流速慢、携渣能力差、重复破碎严重、钻井效率低、钻头磨损快、能源消耗大、钻井事故发生率高等问题,气举反循环钻进工艺可有效解决上述问题。风管式气举反循环钻井工艺简单易实现,能有效减少重复破碎,钻进效率高,能源消耗少,钻头寿命长,成井质量好,对涌水和漏失均有很好的抑制作用。介绍了风管式气举反循环钻井工艺原理、专用钻具及其现场使用情况。     

孕镶金刚石钻头+高速螺杆在LZ2井小塘子组的应用

阆中—南部地区三叠系上统小塘子组主要岩性为灰色石英粉砂岩、细砂岩,石英含量高,胶结致密,研磨性极强。牙轮钻头在该地层使用时间短,进尺少,磨损严重,风险高。LZ2井选用国产孕镶金刚石钻头+高速螺杆钻井技术进行探索,取得了良好的提速提效指标,为该区块小塘子组地层钻井开辟了一条有效途径,积累了宝贵经验。     

英台地区PDC钻头优选与应用

钻井过程中，钻头是破碎岩石，不断增加井深的工具。钻头类型选择是否合理，使用措施是否得当，不仅影响到钻井速度，而且也影响到全井钻井成本。结合英台地区地层岩性及可钻性极值，对PDC钻头进行了优选，并针对英台地区油藏埋深及地层特性进行PDC钻头钻井参数及水力参数优选，从而大大提高了英台地区的机械钻速，加快了该地区的开发步伐。     

PDC钻头实践应用分析与探索

PDC钻头具有提高钻井速度、减少起下钻次数、避免掉牙轮等复杂事故的优点,目前在川西、川东北的针对性地层得到了普遍应用。然而,在实际运用中,仍然存在很多问题,如PDC钻头牙齿磨损、钻头环磨、喷嘴堵塞、掉齿—断齿、复合片脱层、牙齿碎裂、钻头出芯、钻头泥包等,在一定程度上制约了机械钻速的提高。通过对PDC钻头在川西、川东北实践应用过程的优点、存在的问题进行综合分析,并从钻头结构、钻井参数、钻井液性能、使用钻头辅助工具、施工操作等技术措施提出改善PDC钻头使用的建议。     

PDC钻头在鄂尔多斯盆地北部使用情况浅谈

钻头选型及钻井参数的使用是否合理，直接影响到钻井速度的提高和钻井费用的降低，选择钻头类型的原则是：选择适应地层硬度、抗压强度和岩石可钻性的钻头型号，使钻头的平均钻速和进足达到最高，综合钻井成本最低。对于三牙轮钻头的破岩方式，以冲击、压碎作用为主，剪切作用为辅，而，PDC钻头则以剪切作用为主，这也是钻头厂家将岩石抗压强度列于三牙轮钻头使用的主要原因。     

鲁迈拉定向井钻井设计优化与应用

为了降低定向井摩阻扭矩,提高钻井速度,针对地质特点和钻井难点,建立了井眼轨道和岩石可钻性回归计算模型。通过五段制轨道剖面的优化,最优井眼曲率为(2.85°~3°)/30m、最大井斜角为30°;技术套管下至Sadi层8~15m,确保了S型定向井安全钻进,裸眼内摩阻系数由0.52降至0.35,套管内摩阻系数由0.35降至0.28;Rus软硬夹层优选试验KM533复合钻头,解决了常规PDC钻头磨损快、牙轮钻头机械钻速低的问题。通过上述3项技术的研究与应用,鲁迈拉S型定向井实际顶驱扭矩降低30%以上,钻头使用数量降低2.7只,钻井周期缩短18.58d。     

基于数字钻孔的钻头磨损与随钻参数关系研究

通过随钻参数反演岩石力学参数是数字钻孔技术的核心问题，PDC钻头是数字钻孔技术中破岩的主要结构。为了分析PDC钻头磨损程度对随钻参数的影响，基于煤矿液压锚杆钻机建立了数字钻进系统。利用该系统进行了钻头不同磨损程度下的数字钻进试验，同时结合有限元软件对钻进过程进行模拟，研究了PDC钻头磨损条件下随钻参数的变化规律。研究结果表明：钻进过程中各随钻参数之间的相关性与岩石强度变化规律显著；随钻参数对钻头磨损程度响应明显，在相同动力以及岩石强度条件下，钻进速度随着钻头磨损程度的增大而减小，钻杆扭矩随磨损程度增加而增大。试验结果与数值计算结果变化规律一致，证明了钻头不同磨损程度对于数字钻孔技术确定岩石性质具有重要影响。该研究为PDC钻头在数字钻孔中合理调整钻进参数以及反演岩石力学参数提供了参考。     

钻头资料统计分析与钻头选型

钻头资料统计分析与钻头选型胜利石油管理局钻井工艺研究院王吉东，李祖奎，徐济银钻头资料是从钻井现场采集的宝贵资料，是钻井工程设计的基本依据之一。通过对钻头资料进行统计分析，结合地层岩石可钻性合理选择钻头类型，为钻井工程设计提供可靠的依据，从而更好地用好...     

PDC钻头在高渗砂岩层钻进时卡钻分析与预防

目前国内石油钻井现场,普遍采用PDC钻头+单弯螺杆钻具+MWD随钻测量施工,来提高钻井效率,但PDC钻头在螺杆钻具高转速工况下钻进时,钻头轴向保径齿磨损先于冠部切削齿的磨损,尤其是在高渗透性、高研磨性、粉砂岩钻进时,PDC钻头外径磨损速度大大增加,井径缩小,钻具环空间隙减小,且井壁易形成虚泥饼,从而会进一步恶化井下环境,导致卡钻,且极易发生在上提钻具过程中。通过对盘40-斜203井卡钻事故的原因分析,从而剖析出研磨性导致PDC钻头外径缩小和渗透性导致的虚泥饼,是导致上提钻具时卡钻的主要原因,并找到解决方法,具有一定的普遍性和指导性。     

徐家围子火山岩研磨性对机械钻速的影响分析

在徐家围子地区进行深层天然气钻探过程中,由于深层火山岩岩石可钻性较差、岩石硬度大,钻头的磨损情况十分严重,钻井机械钻速低下.针对这种情况,对该地区已钻14口井的钻井资料进行分析,通过钻头磨损方程反求岩石的研磨性系数,并将求得的研磨性系数与对应井段的机械钻速进行回归,得出在不同的钻进时间下,岩石的研磨性对机械钻速的影响不尽相同,随着钻进时间的增加,岩石研磨性对机械钻速的影响逐渐增强.对该地区优化钻井提供了一定的技术支持.     

雄安新区中深层地热井钻完井难点分析及对策探讨

雄安新区地质条件复杂，近几年勘探空白区的探井钻井施工复杂与事故率较高，对于大规模开发利用地热资源有不利影响。为了降低雄安新区钻井施工风险，通过研究区域地质条件和分析区域地热井施工经验，认为蓟县系顶部风化壳漏失严重卡层困难、碳酸盐岩井段持续漏失钻井施工风险高、区域地层造斜能力强易井斜超标和地层可钻性差钻头磨损快寿命短是当前雄安新区地热井施工面临的主要技术难点。针对这一系列问题，提出了计算必封点、膨胀管封隔和调整为四开结构等三种井身结构优化设计方案；论述了清水充空气正循环钻井工艺、气举反循环钻井工艺以及气举正循环钻井工艺等三种欠平衡钻井工艺的原理、应用效果分析及施工不利因素，并基于层次分析法建立了三种工艺的评价优选模型，具体实施时可基于项目条件优选最适用的工艺技术。研究提出的易斜地层井眼轨迹控制方案、取芯钻具和钻头优选方案在一定程度上解决了区域地热井井斜超标、取芯收获率低和钻头寿命短的问题，并通过现场应用效果分析证明了技术对策的可靠性。     

玉门青西油田钻头的优选及应用

针对玉门青西油田地层复杂性，分析了青西地区地层可钻性和已钻井的钻头使用情况，并提出与地层相适应的钻头类型，设计并试验个性化的PDC钻头和进口牙轮钻头，在两口试验井中取得了明显效果，提高了机械钻速，缩短了钻井周期。