摘要：随着定向井理论与方法的发展,对于定向井的工具提出了更高的要求,PDC钻头以其自身的性能优势,在定向井钻井中发挥越来越重要的作用。由于PDC钻头在定向钻进过程中经常出现性能不稳定,工具面角度变化大、难以控制的现象,甚至造成井下故障,致使定向钻井周期长,机械钻速慢,钻井成本增加。因此提高PDC钻头稳定性,优化钻头设计,充分体现PDC钻头在定向钻进中的优势,对于提高定向井PDC钻头的效率和寿命,加快油气资源开发具有重要意义。

摘要：为避免异常高压造斜井段套管挤毁和变形等复杂情况,针对该井段套管抗挤强度开展了研究,建立了弯曲套管抗挤受力模型及套管磨损量化理论模型,研究了套管抗挤强度随井眼曲率、轴向载荷及磨损深度变化的规律。研究结果表明:套管抗挤强度随井眼曲率、轴向载荷的增加逐渐下降,且服从良好的二次函数关系;综合考虑轴向载荷及弯曲作用下,套管抗挤强与磨损深度服从良好的线性下降关系。针对目标井所用的244. 5 mm技术套管,在设计的每100 m井段10°造斜率下校核了不同磅级与不同钢级下的套管抗挤强度,推荐了满足强度要求的套管规格。综合考虑轴向载荷及磨损,在设计的10°造斜率下,计算得到剩余套管抗挤强度最低为54. 106 MPa,较套管API名义抗挤强度降低约7. 194 MPa,降幅11. 74%,剩余抗挤安全系数为1. 312(>1. 125),满足标准设计要求,同时计算了推荐套管所能承受的最大曲率范围。指出弯曲载荷下的套管抗挤强度受弯曲率及磨损深度影响较大。研究结果对于造斜井段的套管抗挤强度设计具有一定的借鉴意义。