淺談PDC鉆頭的使用

1、淺談PDC鉆頭的使用作者：李秉仁，張健(30530鉆井隊(duì))，總結(jié)：鉆井技術(shù)的不斷改進(jìn)和不斷更新，高質(zhì)量的效率成為石油鉆井的主要主題。近年來，隨著大量技術(shù)的發(fā)展，PDC鉆頭在鉆頭市場(chǎng)上占據(jù)了相當(dāng)大的比重，其份額不斷增加，PDC鉆頭的使用越來越普遍。因此合理使用PDC鉆頭將是提高鉆頭速度、降低成本、提高效率的重要組成部分。關(guān)鍵詞：PDC鉆頭首選，今年我們選擇了PDC鉆頭和復(fù)合定向鉆技術(shù)。我們認(rèn)為PDC鉆頭有很多優(yōu)點(diǎn)。PDC鉆頭機(jī)械速度好，耐磨性好，使用壽命長(zhǎng)，鉆孔時(shí)效明顯提高。鉆孔中的小鉆孔壓力、不容易傾斜、減少鉆孔事故、提高鉆孔工具壽命等。i. PDC鉆頭的技術(shù)優(yōu)勢(shì)首先是采用了耐磨性和抗沖擊性更

2、好的人造金剛石材料；接下來，多晶金剛石薄片和碳化鎢圓接觸面的形狀也更合理。最后，PDC鉆頭的熱穩(wěn)定性好，熱穩(wěn)定性極限可達(dá)1150。PDC鉆頭的巖石破壞機(jī)制是剪切。剪切作用在破壞巖石時(shí)起主要作用。2 .PDC鉆頭的最佳選擇，PDC鉆頭的選擇主要取決于鉆頭的巖石特性，以及鉆孔能力(鉆孔速度)、水馬力、感應(yīng)能力、耐磨性等。PDC鉆頭主要用于軟硬地層鉆探，鉆頭鉆探過程中產(chǎn)生了大量芯片。水力能源對(duì)鉆頭的清洗和冷卻至關(guān)重要，水力能源的利用效率是影響鉆頭機(jī)械鉆速的最重要因素之一。鉆頭和形成作用結(jié)構(gòu)分為三部分：切削結(jié)構(gòu)、主動(dòng)路徑保持和被動(dòng)路徑保持。PDC鉆頭的鉆孔能力無疑是影響鉆孔成本的最重要因素。PDC鉆頭

3、的特性、耙角、切割陣列、切口的數(shù)量和大小是影響鉆頭鉆孔能力的主要參數(shù)。通常，減少切削的耙角可以提高鉆孔速度，但減少切削的抗沖擊能力。抗壓強(qiáng)度、研磨性和孔壓是影響鉆頭選擇的主要因素。總之，根據(jù)鉆孔的地層和鉆孔條件，必須選擇切削的數(shù)量和大小。iii .合理使用PDC鉆頭有降低成本和降低成本的效果。我們隊(duì)使用了勝利生產(chǎn)用的5工具機(jī)翼222.3P5263MF鉆頭，噴嘴直徑10 * 10 * 10 * 10 * 11。桶31-26井的坑道為臨河-洛河，經(jīng)驗(yàn)不足，機(jī)器鉆孔速度為21.5米/小時(shí)，桶30-24井為PDC鉆頭復(fù)合鉆井，臨河-洛河，機(jī)器鉆孔速度為41.39米。但是在莊74-29井組，莊74-29

4、井采用PDC鉆頭作為普通鉆頭，機(jī)器鉆頭速度為33.91m/HR，莊75-30井采用PDC鉆頭作為復(fù)合鉆頭，機(jī)器鉆頭速度為31.92m/HR。只要使用了適當(dāng)?shù)你@孔參數(shù)和良好的鉆井液，現(xiàn)有的鉆孔速度就不會(huì)比復(fù)合鉆機(jī)快，減少了螺桿成本，節(jié)省了成本。在莊77-31井第二次開井后，使用直井段、PDC鉆頭進(jìn)入鉆井過程中，進(jìn)入洛河底部邊界后，密切注意鉆孔時(shí)的變化，如果發(fā)現(xiàn)鉆孔時(shí)間慢或嚴(yán)重的連續(xù)嘎吱現(xiàn)象，立即鉆孔，最后，PDC鉆頭通過正常穩(wěn)定性、直路進(jìn)入沿岸；直路地層鉆探時(shí)1-2米/分，沿海地層鉆探時(shí)2-3米/分，過去使用三牙輪鉆頭，沿海地層鉆探時(shí)5-7分。使用PDC鉆頭使鉆孔周期為8天9小時(shí)，可以明顯縮短我

5、隊(duì)的鉆孔周期。表1和表2顯示了成功使用PDC鉆頭的事實(shí)。PDC鉆頭比普通tricone鉆頭的機(jī)械鉆孔速度更快，壽命更長(zhǎng)，使用分段長(zhǎng)度可以節(jié)省時(shí)效，而無需中間更換鉆頭?，F(xiàn)在我們組的這個(gè)PDC鉆頭共使用6口井，總進(jìn)水管為4327米，目前鉆頭是75%新建的，可以繼續(xù)使用。PDC鉆頭使用統(tǒng)計(jì)表(表1)井深度英尺(米)純鉆孔時(shí)間(小時(shí))機(jī)器鉆孔速度為地層鉆孔壓力(KN)鉆孔速度(旋轉(zhuǎn)/分鐘)位移(l)泵壓力(MPa)桶30-266275 huachi 40復(fù)合307.5770-95018033690022.5 Luohe 50復(fù)合307.5桶30-2457-5704138:336033048.59環(huán)形鋼

6、40復(fù)合30570-8102408333690030 Hua5450-640190533:034.54 huachi 8060306.5 Zhuang 75-30241-4401996333660033.16 ring河50復(fù)合307.5440-640200333630.77 huachi Huachi 15060307 SKH 447g 862-161170142:016.69 Luohe，穩(wěn)定性，直通18060307.5西部31-021 SKH 447g 218-120100260:116.7連接鋼使用PDC鉆頭時(shí)，請(qǐng)注意以下事項(xiàng)：1鉆頭接近地面時(shí)，最大限度地打開泵位移，然后啟動(dòng)轉(zhuǎn)盤，控制

7、轉(zhuǎn)速為3060rpm。慢慢鉆，直到鉆頭接觸地面。2新底形成后，在正常鉆孔過程中，鉆孔壓力達(dá)到鉆孔壓力水平為止，可以順利均勻地增加鉆孔壓力。對(duì)于非常軟的地層，這種鉆孔壓力與起始鉆孔壓力非常接近。對(duì)于更堅(jiān)硬的地層，鉆管時(shí)形成新的底部需要較長(zhǎng)的時(shí)間，最終正常運(yùn)行鉆壓也更高。最佳鉆孔壓力值是鉆孔壓力達(dá)到此值時(shí)，鉆頭的機(jī)械鉆孔速度ROP不再隨著鉆孔壓力的新增加而增加，或者鉆孔扭矩達(dá)到極限扭矩值。3 .鉆頭的最佳速度是，當(dāng)速度達(dá)到此值時(shí)，鉆頭的機(jī)械鉆速ROP不再隨著速度的新增加而增加，或者鉆扭矩達(dá)到極限扭矩值。一般來說，在較軟的巖石上鉆孔時(shí)，機(jī)械鉆孔速度ROP對(duì)速度變化更敏感。對(duì)于較為堅(jiān)硬、研磨性強(qiáng)的地層，鉆速越高，切削齒的早期磨損就越容易失敗。因此，及時(shí)監(jiān)視基于轉(zhuǎn)速RPM的鉆速ROP的變化很重要，這樣可以在最低速度達(dá)到所需的機(jī)械鉆速。在鉆4巖性變化地層時(shí)，必須持續(xù)監(jiān)測(cè)和調(diào)整鉆孔壓力和速度，以達(dá)到最佳鉆頭壽命和鉆孔速度。5