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PDC钻头提高钻井效率

PDC钻头提高钻井效率

发布日期:2014-6-11 13:59:06  信息来源:永广矿山

  PDC牙轮钻头水马力,切削件和动态稳定性的改进导致PDC钻头的机械钻速和寿命大幅度增长。过去,PDC钻头只限于钻软到中硬地层,不能钻研磨性地层。***,大量的发明和技术突破使PDC钻头的钻速更快,钻井质量更好而且钻井深度更深,其应用范围也扩大到硬地层和研磨性地层。
  1.材料与牙轮钻头的不同之处是,PDC钻头没有运动部件。PDC钻头的胎体可用钢和碳化钨两种材料来制造。钢体PDC牙轮钻头的主要缺点是抗冲蚀性能不如混合体钻头,钢体钻头一般用于钻软到中等研磨性地层和钻大井眼。
  2.PDC钻头的技术进步:首先是采用了抗研磨性和抗冲击性更好的人造金刚石材料,其次是聚晶金刚石薄片与碳化钨圆片接触面的几何形状也有了改进,PDC钻头的热稳定极限也由原先的700摄氏度提高到1150摄氏度。
  3.切削机理PDC牙轮钻头的破岩机理是剪切。钻头的剪切作用在破岩时起主要作用。在过去的30年中开发出了很多用于预测PDC钻头作用力的模式。目前在单牙轮钻头模式中通常考虑PDC钻头切削件的特性,以及岩石力学特性。
  4.水力喷嘴尺寸的互换性取决于多种因素,主要因素是钻头尺寸和推荐的水马力设计。钻头的水马力有两种功能:首先是用钻井液清洁切削件和防止钻头泥包,其次是通过钻井液冷却切削件并保持切削件的温度低于700oC的临界温度。
  5.基本结构PDC牙轮钻头的结构取决于很多因素,如钻进能力(钻速),水马力,导向能力和耐磨性等。钻头与地层作用的结构分为3部分:切削结构,主动保径和被动保径。PDC钻头的钻进能力无疑是影响钻井成本***重要的因素。PDC钻头切削件的特性,后耙角,切削件排布,切削件的数量和尺寸是影响钻头钻进能力的主要参数。通常,减小切削件的后耙角可以提高钻速,但切削件的抗冲击能力下降。要根据所钻地层和钻井条件选择切削件的数量和尺寸。
  6.稳定性PDC牙轮钻头的稳定性对钻井效率来说是极其重要的因素。稳定性好的钻头可以提高钻速,延长钻头寿命,提高井眼质量,而且可以减少对井下设备的损坏。抗涡旋和降摩擦保径块等技术的应用使PDC钻头更加稳定。

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