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PDC鉆頭提高鉆井效率

PDC鉆頭提高鉆井效率

發布日期:2014-6-11 13:59:06  信息來源:永廣礦山

  PDC牙輪鉆頭水馬力,切削件和動態穩定性的改進導致PDC鉆頭的機械鉆速和壽命大幅度增長。過去,PDC鉆頭只限于鉆軟到中硬地層,不能鉆研磨性地層。***,大量的發明和技術突破使PDC鉆頭的鉆速更快,鉆井質量更好而且鉆井深度更深,其應用范圍也擴大到硬地層和研磨性地層。
  1.材料與牙輪鉆頭的不同之處是,PDC鉆頭沒有運動部件。PDC鉆頭的胎體可用鋼和碳化鎢兩種材料來制造。鋼體PDC牙輪鉆頭的主要缺點是抗沖蝕性能不如混合體鉆頭,鋼體鉆頭一般用于鉆軟到中等研磨性地層和鉆大井眼。
  2.PDC鉆頭的技術進步:首先是采用了抗研磨性和抗沖擊性更好的人造金剛石材料,其次是聚晶金剛石薄片與碳化鎢圓片接觸面的幾何形狀也有了改進,PDC鉆頭的熱穩定極限也由原先的700攝氏度提高到1150攝氏度。
  3.切削機理PDC牙輪鉆頭的破巖機理是剪切。鉆頭的剪切作用在破巖時起主要作用。在過去的30年中開發出了很多用于預測PDC鉆頭作用力的模式。目前在單牙輪鉆頭模式中通常考慮PDC鉆頭切削件的特性,以及巖石力學特性。
  4.水力噴嘴尺寸的互換性取決于多種因素,主要因素是鉆頭尺寸和推薦的水馬力設計。鉆頭的水馬力有兩種功能:首先是用鉆井液清潔切削件和防止鉆頭泥包,其次是通過鉆井液冷卻切削件并保持切削件的溫度低于700oC的臨界溫度。
  5.基本結構PDC牙輪鉆頭的結構取決于很多因素,如鉆進能力(鉆速),水馬力,導向能力和耐磨性等。鉆頭與地層作用的結構分為3部分:切削結構,主動保徑和被動保徑。PDC鉆頭的鉆進能力無疑是影響鉆井成本***重要的因素。PDC鉆頭切削件的特性,后耙角,切削件排布,切削件的數量和尺寸是影響鉆頭鉆進能力的主要參數。通常,減小切削件的后耙角可以提高鉆速,但切削件的抗沖擊能力下降。要根據所鉆地層和鉆井條件選擇切削件的數量和尺寸。
  6.穩定性PDC牙輪鉆頭的穩定性對鉆井效率來說是極其重要的因素。穩定性好的鉆頭可以提高鉆速,延長鉆頭壽命,提高井眼質量,而且可以減少對井下設備的損壞。抗渦旋和降摩擦保徑塊等技術的應用使PDC鉆頭更加穩定。

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