PDC切削齿新技术

PDC切削齿是由碳化钨硬质合金基体和人造金刚石颗粒组成。PDC切削齿最早是由GE公司在1971年首先研制成功,之后得到快速的发展。PDC齿作为钻头的基本切削元件,其性能参数在很大程度上决定了钻头的切削性能。本文分析了切削齿失效形式与机理,介绍了可旋转切削齿、锥形齿系列、模块化切削齿等一系列切削齿新技术,这些新的切削齿技术提高了PDC齿的抗冲击性、耐磨性以及热稳定性,延长了PDC钻头的工作寿命。文章最后还提出了目前切削齿测试评价方法中所存在的问题,讨论了今后切削齿的发展方向。     

砾石地层用PDC钻头的设计与应用

PDC钻头在软硬交错、均质性差的砾石地层中钻进时,适应性差,钻头切削齿易先期损坏。长庆陇东油气田洪德区块下部存在长约400米的软硬交错砾石层,可钻性极差。针对PDC钻头在该区块寿命短的问题,本文提出了一种新的双圆弧冠型、后排限位齿的钻头设计方案,并在现场试验中取得成功,实现了该区块首次单只PDC钻头二开一趟钻打穿砾石层,节约起下钻4次,机械钻速较传统设计PDC钻头提高了18.85%。研究表明:首段大圆弧、次段小圆弧的冠型设计可以有效改善PDC钻头在砾石层的适应性,后排限位齿能够保护主切削齿,延长整个钻头的使用寿命。     

PDC钻头最新技术的综述

为满足钻井市场不断发展的需要、解决钻井难题、提高钻井效率,近年来全世界各大钻头公司设计开发出多种新型PDC切削齿、专用PDC钻头及相关技术。本文对TOUGH-DRILL钻头、Genesis HCM钻头、定向井钻头、套管开窗铣钻工具、超硬热稳定PDC切削齿、扭转震击器、内外刀翼式PDC钻头等各种新型井底钻井工具进行了简要介绍。     

大港油田个性化PDC钻头破岩技术试验

在石油钻探中,特殊岩性——砾岩,一直是PDC钻头(Polycrystalline Diamond Compact bit)的破岩禁区,各种优秀厂家PDC均无法在砾岩破岩中实现突破。近年个性化切削齿、破岩齿的出现,打破了瓶颈,试砾岩破岩得到可能。在大港油区进行钻井施工过程中,馆陶底砾岩层属于上述岩性,之前技术为采取PDC钻头至砾岩层上部,再起钻更换为牙轮钻头穿砾岩,最后再下入1只PDC钻头钻至中完,使得钻井周期拉长,成本投入大幅增大。随着个性化齿的出现,个性化钻头相继而出,钻头厂家也根据地层岩性特点,有针对性的设计个性化PDC,实现了砾岩破岩和一趟钻技术,大大节约钻井周期和降低了钻井折本。     

靖南区块上部地层PDC钻头研发

长庆油田靖南区块钻遇地层岩性复杂,上部地层使用钻头较多,导致钻井周期长,制约了该重点探区的提速提效。研发适合于该区块上部地层的高效PDC钻头,增加单只钻头进尺,减少起下钻趟数,有利于缩短钻井周期。通过对该区块上部地层岩性深入分析认识,应用现代PDC钻头设计理论,优化钻头冠部轮廓、切削齿布置和刀翼结构,并进行了水利结构优化和力平衡校正,个性化地研发了六刀翼、16 mm复合片的新型PDC钻头。新研发的PDC钻头进行现场应用后,相比邻井在延长-纸坊组上部地层节约了1趟钻,单只钻头进尺超过了邻井两只钻头进尺之和。现场应用结果表明,新研发的钻头实现了增加靖南区块上部地层PDC钻头单只进尺的目标,实现提速提效的目的。     

胜利油田永553井组钻头选型、设计与应用效果分析

胜利油田永553井组PDC钻头优选存在问题有:沙三上有100多米含砾砂岩,目的层以砾岩、含砾砂岩为主,研磨性强,机械钻速低,致使钻头选型困难、机械钻速低。为了提高永553井组机械钻速,针对地层岩性特征,结合钻头设计理论优化PDC钻头结构参数,确定出适合永553井组地层的钻头冠部轮廓、切削齿、刀翼数和保径特征等主要结构参数。经过同井场的四口井钻头选型、优化设计,最后优选出目前最合适本区块的钻头入井方案。     

新型PDC钻头在牛庄洼陷下部地层的成功应用

<正>牛庄-六户洼陷位于胜利油田东营凹陷,该地区沙三下存在塑性泥岩地层。一直以来,PDC钻头在该地区某些小断块存在机械钻速慢,效率低下的问题。通过对现场地质情况进行调研和分析研究,我们制定了PDC钻头的总体设计方案,研制出加装了异形齿的新型P3261M-152.4钻头并进行了现场试验。试验结果表明,新的PDC钻头提高了钻井速度。     

新型PDC钻头苏36区块上部地层应用

苏36区块是鄂尔多斯盆地重要探区,由于上部地层岩性复杂,常规PDC钻头在该区块存在着进尺少、钻速慢等问题,使得上部地层井段起下钻趟数较多,制约了该区块的提速提效。本文在深入认识该区块上部地层地层岩性的基础上,研究分析了上部地层钻头磨损特点,明确了地层对钻头的要求,从冠部轮廓、切削齿布置、刀翼结构、水力结构等方面出发,优选出的六刀翼、19 mm尺寸复合片切削齿的新型PDC钻头,在5口井进行了应用,钻头平均进尺较同区块同层位常规PDC钻头提高了15.93%,达到了苏36区块提速提效的目的。     

PDC钻头设计理论综述

近二十年来,随着材料技术以及钻头设计、制造技术的不断进步,PDC钻头对地层的适应范围越来越宽,在软中硬岩层中钻进时,钻进效率远高于其他钻头,得到了广泛的应用。本文通过对传统的PDC钻头冠部设计理论的归纳和总结,提出了几种较新的PDC钻头设计理论和方法,在此基础上从提高PDC材料质量、优化制造工艺与结构等方面提出改进PDC钻头质量的方法。     

PDC钻头水力结构研究现状与展望

PDC钻头在软地层至中硬地层中具有钻速快、寿命长、进尺高、稳定性好等优点,在钻井工程中得到了广泛运用。对PDC钻头而言,水力结构设计尤为重要。本文首先对PDC钻头水力结构进行了介绍,并对其研究的重要性进行了阐述。然后详细介绍了PDC钻头的水力结构的研究现状、最后对PDC钻头水力结构的发展前景做了展望。     

长庆油田靖南区块PDC钻头的设计与应用推广

长庆油田靖南区块钻井周期长、钻井成本高,PDC钻头的成功研发和应用是靖南区块提速增效的重点、本文对长庆油田靖南区块地层进行分层组岩性特点和可钻性进行分析,总结出靖南区块地层岩性特点和可钻性规律一利用这些规律并结合现代PDC钻头设计理论,设计研发出适合于靖南区块上部和下部地层使用的两种新型号的钢体和胎PDC钻头,同时给出钻头使用建议．两种钻头的平均进尺和机械钻速较以前PDC钻头的平均进尺有了大幅度提高。     

GS1号区块PDC钻头的优选及应用

近些年,江苏油田正在开展优快钻井技术的研究,PDC钻头的优选,对提高机械钻速起着很大的作用,本文通过对PDC钻头基本切削原理的介绍及G1区块两口从式井的施工中PDC钻头实际使用情况介绍及对比,得出该区块优快钻进建议使用的PDC类型,以及需要注意和改进的相关建议．     

吃深控制定向PDC钻头的研制及现场应用

采用常规定向PDC钻头定向时,由于PDC复合片十分锋利易吃入地层,因此PDC钻头的吃入能力很强,一方面产生的反扭矩大,另一方面,会造成工具面波动,因此现场更倾向于使用牙轮钻头,但是牙轮钻头却存在机械钻速低、进尺少和易掉牙轮等缺点。本文设计的具有专利结构的吃深控制定向井钻头克服了上述定向PDC钻头的缺点,在现场取得了很好的使用效果。     

浅论PDC钻头地质录井质量的提升

近年来PDC钻头被广泛的应用到国内的各大油田的勘探开发中,PDC钻头以其较高的钻井时效和较大的经济效益而受到钻井公司的青睐。本文从PDC钻头对地质录井质量的影响分析出发,针对PDC钻头应用的实际情况,提出了PDC钻头地质录井质量提升的优化策略。该研究对提高我国地质录井质量方面的理论研究与实践应用有一定的借鉴作用。     

牙轮、PDC钻头配合在营6-平12井轨迹控制中的应用

PDC钻头在定向井成功应用,可以大大提高机械转速,但由于PDC钻头在结构与钻进参数上的特殊性,造成了定向井中井眼轨迹控制方面上的难度;牙轮钻头恰恰相反,虽然在轨迹控制上更容易,但是其机械钻速却不能与PDC钻头同日而语。营6-平12井根据牙轮、PDC钻头的不同特点在现场施工过程中灵活配合使用,加之技术保证措施正确,各方面配合密切,取得了较好的经济效益和社会效益。     

利567区块PDC钻头研发及应用

正利567区块是东营凹陷北缘一部份,该地区以极不均质的沙四段砂砾岩体著称。一直以来,PDC钻头在该地区该地层难以取得好成绩,大多数井靠牙轮钻头钻进。通过对地层情况进行研究,我们制定了PDC钻头的设计方案,研制出新型PK5252SZ-215.9钻头并进行了现场试验。试验结果表明,新的PDC钻头提高了钻头总进尺,以较快的机械钻速完美地完成了所钻井段。     

一种新型液压式扭力冲击器结构设计

<正>随着油气钻井更多的向深部发展,PDC钻头因其良好的性能在深井钻进中普遍应用,然而由于深部钻井过程中出现的粘滑现象导致PDC钻头钻进效率低下、使用寿命短,提高了钻井成本。为延长钻头的使用寿命,最大限度地发挥PDC钻头的破岩效率,提高难钻地层的机械钻速同时保证井身质量,设计研究了一种能够直接对钻头提供高频扭矩,并使钻头反复扭向冲击岩石的扭转冲击钻井工具—新型液压式扭力冲击器。该扭力冲击器作为新     

强研磨地层PDC钻头研制

胜利油田中下部地层含有砂砾岩层段研磨性强,以往在这些区块的此井段中,PDC钻头使用寿命短,只能使用牙轮钻头钻进。本文针对该区块的高研磨性地层岩性特点,优化PDC钻头切削结构设计,水力设计,优选高抗研磨性复合片。在胜利油田盐227区块砂砾岩层段进尺大幅度提高,缩短了钻井周期,取得了良好的经济和社会效益。     

长庆苏里格气田水平井PDG钻头设计与推广应用

在苏里格气田天然气水平井钻井中,PDC钻头的应用已成为提高机械钻速、缩短钻井周期的关键。然而大部分POC钻头在水平井使用过程中存在造斜段泥包及滑动钻进效率低、水平段地层砂砾岩造成钻头先期损坏等问题。本文在对长庆苏里格气田地层岩性特点进行分析的基础上,介绍了专门针对苏里格水平井设计的造斜段及水平段钻头,同时提出了钻头使用建议。PDC钻头在苏里格水平井市场的成功推广应用,提高了苏里格天然气水平井机械钻速、缩短了钻井周期及建井周期。     

钻削高锰钢用钻头失效形式研究

采用自顶向下的建模途径。利用Pro/E绘图工具,建立钻头三维实体模型。钻削高锰钢时,在钻削深度、钻削速度、进给量一定和保证最大钻削力载荷条件下,以获得钻头钻尖最大强度为目标,确定钻头合理的几何参数。使用Ansys工具分析软件对改进前后的钻头进行应力、应变分析,通过比较,得到优化的钻头几何参数。