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。     

单牙轮钻头在定向侧钻井中的推广应用

一、前言 钻头是影响定向侧钻机械钻速的重要因素之一,现在侧钻井常用的小尺寸钻头主要有三牙轮钻头、PDC钻头和单牙轮钻头,其中,三牙轮钻头最明显的缺点是轴承尺寸小,它主要靠冲击、压碎和小距离刮挤方式破岩,钻头接触井底的牙齿数变化大,牙齿受力不均匀,轴承使用寿命短;PDC钻头由于受结构和工作原理的限制,不仅工作时扭矩较大,牙齿的冲洗和冷却困难,而且它对地层岩性的敏感性较强,不适合钻进砾石地层和软硬交错的地层,目前胜利油田定向侧钻使用最多的就是江汉钻头厂生产的单牙轮钻头,     

关于牙轮钻头几何学基本方程的讨论

著名专家马德坤教授,基于普通三牙轮钻头基本结构,采用复合圆柱坐标系统创立了牙轮钻头几何学基本方程。该方程适用于牙轮实体不过顶时的钻头结构,当有部分牙轮实体过顶时,该方程不再适用。本文在已有牙轮钻头几何学基本方程的基础上,考虑牙轮过顶时的情况,推导扩充了牙轮钻头几何学基本方程。扩充后的几何学方程适用范围更广,为各种结构的牙轮类钻头研究提供了理论支持。     

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。     

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。     

中国工程院院士

沈忠厚(1928.2.13-)石油钻井和水射流技术专家。四川省大竹县人。1951年毕业于重庆大学。曾任石油大学系主任、研究所所长。现任石油大学教授、博士生导师、水射流研究中心主任。近20年将水射流技术与钻井工程相结合,对钻井工程做出创造性成果和贡献。其主要成果有:(1)结合研制高效钻头,对淹没非自由射流动力学规律、自振空化射流理论和机械及水力联合破岩理论有重要突破和发展。在此基础上又发明了新型加长喷嘴牙轮钻头、自振空化射流钻头和机械及水力联合破岩钻头等三种新型高效钻头。三种钻头在油田应用平均提高钻速25%～35%,在10余个油…     

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。     

牙轮钻头破岩的计算机仿真

牙轮钻头的破岩过程是通过牙齿直接完成的,清楚牙齿的破岩过程对研究牙轮钻头有重要意义。基于大型非线性动力分析有限元软件LS-DYNA,对牙轮钻头牙齿破岩过程进行计算机仿真。通过对不同齿形牙齿的破碎坑信息进行比较,合理的选择不同齿圈上牙齿的齿形,提高钻头的破岩效率。     

牙轮钻头破岩的计算机仿真

牙轮钻头的破岩过程是通过牙齿直接完成的,清楚牙齿的破岩过程对研究牙轮钻头有重要意义。基于大型非线性动力分析有限元软件LS-DYNA,对牙轮钻头牙齿破岩过程进行计算机仿真。通过对不同齿形牙齿的破碎坑信息进行比较,合理的选择不同齿圈上牙齿的齿形,提高钻头的破岩效率。     

油用三牙轮钻头数控铣齿设备机械切削性能的研究与改进

油用三牙轮钢齿钻头的牙轮铣齿加工工序,一直是钻头生产线上很关键的一道工序,至今该工序配备有两台设备,是80年代初期从美国进口的专用铣齿机床。自从08年以来,钻头市场不断发生变化,钢齿牙轮钻头需求量上升、小尺寸、个性化产品种类繁多,因此,铣齿工序出现瓶颈及铣齿设备的重要性也日渐凸显出来。     

牙轮钻头接触齿受力模型分析

针对研究牙轮钻头破碎岩石过程中钻头结构复杂,影响牙齿运动的参数多等问题,建立了牙轮钻头接触齿的受力模型。模型分为牙齿与岩石垂向互作用模型和牙齿与岩石侧向互作用模型。在建立模型的基础上,仿真分析了岩石的破碎过程。表明井底和井壁的形成是钻头通过牙齿对井底岩石压入和刮削的联合作用形成的。     

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。     

PDC-牙轮复合钻头在川西须家河组地层的应用

川西地区须家河组地层岩石致密、硬度高、可钻性差,常规牙轮和PDC钻头磨损快、使用寿命短,严重制约了钻井工程进度。针对以上难点,研究了PDC-牙轮复合钻头的破岩机理,优选KPM系列的2牙轮4刀翼复合钻头在川西地区进行试验。现场实践结果表明,PDC-牙轮复合钻头在地层研磨性强、软硬交错频繁的地层中具有良好的效果,机械钻速和进尺都大大提高,为川西地区复杂难钻地层的提速提效提供了参考。     

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。     

钻头选型方法综述

钻头选型是钻井工程设计和施工中非常重要的一个环节,虽然钻头成本在钻井总费用中比例不大(一般为2%～3%),但钻头选择合理与否直接关系到钻井速度的快慢,从而直接影响到钻井总成本。本文介绍了钻头选型原则,钻头选型方法及发展趋势。     

基于iSIGHT的牙轮钻头布齿参数优化方法研究

优化布齿参数是改善钻头性能重要手段之一。针对钻齿井底覆盖图的特性,建立了井底覆盖图均匀度评价、破碎带覆盖率评价等模型,利用Matlab完成了评价模块的开发。通过多参数多目标优化软件isight与钻齿井底覆盖图评价模块协同仿真的机制,建立了一种牙轮钻头布齿结构参数优化的新方法。利用该方法对某型号三牙轮钻头进行了台架试验及布齿结构参数优化设计,其结果表明利用该方法对钻头进行优化设计方便、快捷且可靠性高。     

钻头选型方法综述

钻头选型是钻井工程设计和施工中非常重要的一个环节,虽然钻头成本在钻井总费用中比倒不大（一般为2％～3％）,但钻头选择合理与否直接关系到钻井速度的快慢,从而直接影响到钻井总成本,本文介绍了钻头选型原则,钻头选型方法及发展趋势。     

谈牙轮钻头钻进工艺原理

结合实际,谈谈牙轮钻头钻进工艺原理。     

对三牙轮钻头现代设计方法的研究

简述了三牙轮钻机的基本构成,介绍了几种三牙轮钻头的现代设计方法,对计算机辅助设计(CAD)、优化设计、计算机仿真设计、模块化设计、有限元设计进行了总结和概述,对三牙轮钻机的性能和质量的提高有着比较重大的意义.     

钻头分析及选型

本文就在煤田地质钻探过程中常用的金刚石钻头、牙轮钻头、PDC钻头的工作原理,组成结构,破岩机理,选用原则等做一些简单的介绍。