物探冲旋钻头改进技术试验研究

本文进行了物探冲旋钻头失效分析及其相应改进技术的试验研究。研究结果表明,物探冲旋钻头的失效主要是钻头本体冲击端面出现麻点、剥落和表面下凹,花键断裂,以及钻头牙齿的磨损和断裂,主要原因是其工况条件复杂,受力状况较差,钻头本体和牙齿材料自身性能(如:硬度、耐磨性、耐冲击性等)不能满足这样复杂的工况条件等,采用钻头本体热处理工艺后,其强度、硬度和冲击韧性明显提高,有利于防止钻头冲击端面的疲劳破坏和花键侧面的塑性变形和压溃,以及提高钻头头部的耐磨性能。同时纳米复合材料在钻头牙齿中的应用,能有效改善牙齿的耐磨性和耐冲击性能,大幅度提高钻头破岩效率,延长钻头使用寿命。     

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,     

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。     

金刚石钻头选型技术

以不同钻进条件下金刚石钻头的主要类型为基础,针对金刚石钻头优选的多目标、多层次性,利用层次分析法建立了金刚石钻头选型方案的优化模型,并在已知地质资料和测井资料的基础上得出了金刚石钻头选型的测井解释方法,分析总结了金刚石钻头选型的总体依据和特定情况下的选型。     

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。     

提高苏20区块PDC钻头使用效率的方法

根据苏20区块的地层特点,分析使用过的PDC钻头,从钻头的结构、制造工艺,找出适合地层的PDC钻头;通过合适的技术措施提高PDC钻头的使用效率,达到提高钻井速度的目的。     

基于3D打印技术的复合钻头加工方法研究

为提高钻头加工质量,以满足现场对钻头性能越来越高的要求,本文基于3D打印技术,对复合钻头加工工艺进行了研究。结合复合钻头结构特点及工作原理,对现有复合钻头三维模型进行区域划分并切片,最后完成打印并组装。加工实例表明,3D打印技术可以应用于复合钻头加工,对提高钻头质量、缩短开发周期具有重要意义。     

川东北地区钻头选型与推荐研究

在叙述目前钻头选型、使用现状和钻井钻探难度的基础上,介绍了基于对地层产状与岩性等特征进行的分析研究,所获取的对钻头选型与提高钻井速度影响的认知和钻头选型概念化轮廓设计;分析了川东北地区地层的钻进特性及其钻头选型的方向,给出了基于应用室内试验研究成果所提出的等概钻头选型推荐方案,对现场施工中的钻头选型具有一定的指导意义。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

适合于高桥区块中生界地层PDC钻头研发

位于鄂尔多斯盆地的高桥区块中生界地层岩性复杂,钻头进尺少、数量多,制约了该重点探区的提速提效。设计适应该特定地层岩性的高效PDC钻头,提供高钻头进尺,减少起下钻趟数,可有效减少钻井周期。本文通过深入认识地层岩性,分析地层可钻性,结合先进的钻头设计理论,从钻头内锥、切削元件定位几何尺寸等方面进行个性化研发设计,并在结构方面进行了针对性优化,研发设计出的新型钢体PDC钻头,在高桥区块高桥31-117等井进行了成功应用,试验结果表明,该钻头达到了提高进尺、减少起下钻的目的,有利于该区块提速。     

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。     

针对大北区块地层构造的钻头优选

钻头选型是钻井设计中非常重要的环节,钻头优选主要有两种方法：根据岩石力学性质,优选与其相匹配的钻头;统计分析已钻井的钻头记录数据,分地层对钻头使用情况进行评价,从评价结果中优选适合该地层的钻头。从第二种方法入手,结合大北区块地区复杂性地层的实钻情况,分地层进行钻头选型,为提高大北区块深井机械钻速提供了参考。     

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。     

采用PDC钻头技术提高鄂北气田的钻井速度

2003年以来,中石化华北分公司在鄂尔多斯北部气田全面推广使用了胜利石油管理局钻井工艺研究院最新研发的具有专利创新结构的P274MF-215.9型、P266MF-215.9型和P156M-215.9型等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。     

国外金刚石钻头新技术

金刚石钻头是石油行业常用的钻井工具,本文通过调研和分析国外钻头专利,对金刚石钻头的发展方向和新技术进行了研究,从工艺技术、切削齿、结构等方面进行了分析总结,提出了发展我国钻头高端产品的思路和对策。     

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。