凸脊型非平面齿PDC钻头的研制与现场试验

作     者：彭齐 周英操 周波 刘川福 刘宇 PENG Qi;ZHOU Yingcao;ZHOU Bo;LIU Chuanfu;LIU Yu

作者机构：中国石油集团工程技术研究院有限公司北京102206 中国石油勘探开发研究院北京100083 中国石油塔里木油田公司油气工程研究院新疆库尔勒841000 

基　　金：国家科技重大专项课题“深井超深井高效快速钻井技术及装备”(编号:2016ZX05020-002) 中国石油天然气集团公司重大科技专项“重大工程关键技术装备研究与应用”(编号:2018E-2102) 中国石油天然气股份有限公司重大科技专项“超深井钻井提速提质关键技术攻关”(编号:2018E-1808)联合资助 

出 版 物：《石油钻探技术》 (Petroleum Drilling Techniques)

年 卷 期：2020年第48卷第2期

页      码：49-55页

摘      要：常规PDC钻头在钻进塔里木油田库车山前巨厚砾石层时存在破岩效率低、机械钻速慢和钻井周期长等问题,分析认为,砾石对常规PDC钻头的平面齿产生较大冲击力导致切削齿崩齿或严重磨损是钻速低的主要原因。为此,设计了一种凸脊型非平面齿,并研制了配套PDC钻头,将钻头破岩方式由常规PDC钻头的面切削转变为线压裂和面挤压,大大提高了钻头破岩效率。室内试验表明,凸脊型非平面齿具有良好的抗冲击性能与抗研磨性能,抗冲击性能是平面齿的10倍以上。2只凸脊型非平面齿PDC钻头在库车山前地区博孜区块某井砾石层井段进行了现场试验,创造了机械钻速最高、单只钻头进尺最长的区块纪录,与邻井常规PDC钻头相比,进尺提高1.5倍以上,平均机械钻速提高64%以上,提速效果明显。研究与试验表明,凸脊型非平面齿PDC钻头能够较好地满足库车山前巨厚砾石层高效钻进的要求,可为库车山前深层天然气的高效勘探开发提供了技术支持。

主 题 词：砾石层 机械钻速 非平面齿 PDC钻头 破岩机理 博孜区块 塔里木油田 

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

D　O　I：10.11911/syztjs.2020035

馆 藏 号：203901328...