适合强研磨性硬地层PDC-金刚石孕镶块混合钻头设计与应用

作     者：王滨 李军 邹德永 杨宏伟 王凯 Wang Bin;Li Jun;Zou Deyong;Yang Hongwei;Wang Kai

作者机构：中国石油大学(北京)北京102249 中国石油大学(华东)山东青岛266580 中原油田第四高级中学河南濮阳457001 

基　　金：国家科技重大专项"高效复合冲击破岩技术研究及工具研制"(2016ZX05021003) "深井超深井井筒安全钻井技术与装备"(2016ZX05020003) "海上油气田关键工程技术"子课题"岩石研磨性评价及钻头磨损方程研究"(2016ZX05033-004-006) 

出 版 物：《特种油气藏》 (Special Oil & Gas Reservoirs)

年 卷 期：2018年第25卷第1期

页      码：169-174页

摘      要：为提高PDC钻头在花岗岩、石英岩等硬、超硬地层及强研磨性地层中的适用性,设计了一种前排为PDC齿、后排为金刚石孕镶块(简称孕镶块)的混合钻头,并通过室内实验对花岗岩和硬砂岩中混合钻头最优布齿方式进行了研究。实验结果表明:2种岩石中纯PDC钻头钻速均随PDC齿磨损高度的增加呈现先慢后快再慢的下降趋势,当PDC齿磨损高度超过临界值以后(花岗岩为1.0 mm,硬砂岩为0.5 mm),通过布置后排孕镶块可以再次提高混合钻头钻速,混合钻头同时具有PDC钻头破岩效率高和金刚石钻头工作寿命长的双重优点;花岗岩中钻头最优布齿方式为前排为PDC齿,后排孕镶块低于PDC主齿0.5~1.0 mm同轨布置,硬砂岩中钻头最优布齿方式为前排为PDC齿,后排孕镶块低于PDC主齿0.0~0.5 mm同轨布置。在室内实验基础上,设计2只混合钻头分别用于松辽盆地金山区块基底花岗岩和冀中雷家庄断层区块石英岩地层,现场应用表明,相比于常规PDC钻头和牙轮钻头,混合钻头具有更高的机械钻速和更长的使用寿命,有效缩短了钻井周期,节约了钻井成本,具有广阔的应用前景。

主 题 词：PDC 金刚石孕镶块 混合钻头 强研磨性硬岩 钻速 

学科分类：0820[工学-航空航天类] 082001[082001] 08[工学] 

核心收录：

D　O　I：10.3969/j.issn.1006-6535.2018.01.035

馆 藏 号：203284025...