摘要：准噶尔盆地阜康地区深部地层岩石硬度高、地层倾角大,传统的钟摆钻具组合提速工具防斜打快效果差。针对这一问题,在对硬地层中使用扭力冲击器提高机械钻速效果分析基础上,提出了既能充分释放钻压、发挥扭力冲击器提速作用,又能在大倾角地层有效防斜的“扭力冲击器+单弯螺杆”底部钻具组合(Bottom Hole Assembly, BHA)。基于平衡趋势分析研究了BHA结构参数对其防斜能力的影响,确定了关键参数。现场应用表明,新设计的BHA能有效实现硬地层防斜打快目的,为深部硬地层钻井作业提供了一定借鉴。

摘要：随着石油勘探向着更深、更复杂的地层方向发展,近钻头仪器在钻井过程中更容易受到地层的摩擦。为增强近钻头仪器的耐磨性能,延长近钻头仪器的使用寿命,文章提出了一种适应硬地层的近钻头仪器耐磨带设计改进。此次改进是在近钻头仪器仅有一条环形耐磨带的基础上,于电路骨架左侧增加一条环形耐磨带,同时在抱筒处增加螺旋状耐磨带,进而改善耐磨带结构。经过多次实钻验证,结果表明,近钻头仪器基体基本无磨损痕迹,可以有效的保护整支仪器。

摘要：油气勘探开发过程中,难钻地层钻井效率低、钻头寿命短是影响深井、超深井钻井周期和成本的瓶颈问题。钻头工作过程中切削结构轮流与井壁接触而产生的多边形效应是导致钻头不稳定工作、切削齿冲击失效的主要因素。为提高钻头工作稳定性,提出了具有独立缓冲结构的PDC—牙轮复合钻头新结构,并针对四川盆地茅口组Ø311.2 mm井段常规PDC钻头冲击失效严重的问题,设计了3+3+3型(3个主刀翼、3个牙轮以及3个独立缓冲刀翼)的独立缓冲结构复合钻头,开展了全尺寸钻头室内钻进对比实验,并在川渝页岩气区块茅口组—栖霞组地层进行了实钻应用。研究结果表明:①独立缓冲结构复合钻头在常规复合钻头的牙轮切削结构和固定切削结构之间的空隙部位增设独立缓冲刀翼,有效缓解了多边形效应,对PDC齿形成很好的缓冲保护,同时分担了过大的钻压,限制了切削齿吃入深度,进而防止了钻头产生粘滑振动;②独立缓冲结构复合钻头钻压和扭矩波动小,扭矩为PDC钻头的1/5;③独立缓冲结构复合钻头取得了单只钻头进尺170 m的记录,比邻井同层位单只PDC钻头最高进尺提高了73.5%。结论认为,独立缓冲刀翼对提高钻头的稳定性起到了关键作用,不仅提高了钻头寿命,而且有效提高了复杂难钻地层及复杂结构井的综合钻井时效,有效降低了油气勘探开发成本。

摘要：随着油气开采不断向深部硬地层发展,常规PDC(polycrystalline diamond compact,聚晶金刚石复合片)钻头出现破岩速度慢、易损坏、效率低等问题,难以满足当下提速增效的钻井需求。PDC切削齿结构是提高PDC钻头破岩效率的关键因素,针对不同岩石地层进行不同结构切削齿的设计具有重大意义。针对深部硬地层钻井,设计了一种非平面结构的新型PDC齿,该PDC齿具有脊形切削结构且可分层破碎岩石。为掌握此新型PDC齿的破岩机理和各项性能,采用有限元仿真模拟与试验相结合的方法,开展了新型PDC齿与常规PDC齿破岩过程的对比研究。结果表明:新型PDC齿在水平方向、横向和纵向三个方向所受切削力的均值及波动幅度均较小,因此新型PDC齿在破岩过程中有更稳定的切削能力;新型PDC齿受剧烈磨损和冲击崩断的可能性更小,使用寿命更长,且具有更高的破岩效率。研究结果可为新型PDC齿的研发和推广提供理论依据,为PDC钻头在硬地层钻井过程中实现提速增效提供支撑。

摘要：通过射孔弹装药结构设计,调整作用在药型罩上的爆轰波压合角及充分利用壳体产生的二次反射波;采用多锥内母线的药型罩结构,优化射流的速度和质量分布;使用自清洁药型罩配方,增加射孔孔道的直径和清除压实带的影响,从而获得符合硬地层油气开发的射孔弹,并在油田应用获得理想效果。

摘要：为了扩大PDC钻头在坚硬地层钻进方面的使用范围,通过对钻头冠部轮廓形状、切削结构、切削齿工作角度、钻头水力结构、稳定特性影响因素等方面的研究和优化设计,针对长岭凹陷青山口组及拳头组地层,个性化设计了311BTS115E6型定向PDC钻头。试验表明:新型号钻头在硬地层定向段机械钻速高,平均机速达到3.2m/h,与临井相同井段钻头相比,钻速提高了200%。且该钻头滑动过程中造斜率高、工具面稳定,具有极高的推广价值。

摘要：目前的PDC钻头只能有效地钻进软到中硬的比较均质的地层 ,而在硬的、研磨性和软硬交错等非均质地层中 ,或钻速低 ,或寿命短。为此 ,研究分析了剖面形状、切削齿布置、切削齿工作角、副切削齿等设计对PDC钻头性能的影响 ,提出了以同时加强钻头的稳定性、耐久性和钻进能力为目标的设计观点和建议。研制的新型PDC钻头采用了短抛物线形剖面和楔形人造聚晶金刚石孕镶块辅助切削齿结构 ,中密度布齿 ,切削齿后倾角由内向外在 10～ 15°范围内变化。试验表明 ,与牙轮钻头相比 ,PDC钻头钻速提高了 5 9 6 % ,每米钻井成本降低了 2 6 %。

摘要：PDC钻头是目前石油钻井中使用较为广泛的一种破岩工具,但其在硬地层中的使用效果不佳,钻进效率低,使用寿命短。PDC钻头的切削齿尺寸、后倾角等是影响其钻进性能的重要参数,通过室内微钻头试验,综合考虑硬地层PDC钻头布齿设计中切削齿的重叠和覆盖情况,以相同钻压下微钻头在岩样表面旋转一周的切削深度作为评价其破岩效率的指标,分析了切削齿尺寸、后倾角等对硬地层PDC钻头破岩效率的影响。结果表明:在钻进可钻性超过Ⅵ级的硬地层时,切削齿尺寸越大,其破岩效率越低;钻进可钻性为Ⅵ—Ⅶ级的硬地层时,13.44mm切削齿的破岩效率最高,其最佳后倾角为15°。

摘要：大港油田滨海区块下部地层为含砂质泥质结构,岩石由泥质和砂质等组成,地层硬度高、研磨性强,单只PDC钻头进尺少、机械钻速低,制约了该地层的勘探开发进程。鉴于此,对PDC钻头的冠部轮廓、刀翼、布齿和水力性能等进行了优化设计,得到了适合该地层的M432215.9 mm七刀翼PDC钻头。大港油田滨海6井的现场试验结果表明,在同井段同尺寸情况下,M432215.9 mm七刀翼PDC钻头的平均进尺49.0 m,机械钻速1.540 m/h,牙轮钻头平均进尺22.5 m,机械钻速0.967 m/h;使用七刀翼PDC钻头提高了钻进速度,缩短了钻井周期。

摘要：大直径井限（大于／等于φ311mm）定向造斜一直存在着一个较难克服的矛盾。因大直径井眼用井下动力钻具造斜，按螺杆钻具的应用规范应选用5LZ244型螺杆，但其最低排量要求在50．4L／s以上。而有线随钻测斜仪的信号传输电缆在高于35L／s的排量时很容易冲断，连续工作时间大多少于5h。因而在大直径井眼中大多还是使用5LZ197型螺杆。SLZ197型螺杆的排量要求为25～29L／s，但其使用井眼尺寸的上限为φ311mm。这在上部软地层还勉强可以满足施工要求，但在下部硬地层机械钻速相当低，作业时间很长，因租用随钻仪的费用高，施工单位难以接受。如何解决大直径井眼与螺杆钻进能力、排量要求、随钻仪租用费等之间的矛盾，以提高钻井综合效益，是值得深入研究的问题。一、存在的问题实例1文13－396井，工程设计造斜点2700m，S2上地层。实际施工在2547m定向造斜；钻具组合：φ311mmH126钻头＋5LZ244螺杆钻具＋1．5°弯接头＋φ203mm无磁钻挺×1根＋φ178mm钻铤×9根＋φ127mm钻杆。钻井参数：钻压40～80kN、排量52L／s。钻至2574．63m，进尺27．63m，电缆断了5次，起下钻5趟，耗时近7d...