PDC鉆頭提高了鉆井效率教程文件

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。PDC鉆頭提高了鉆井效率-PDC鉆頭提高了鉆井效率PDC鉆頭于20世紀(jì)70年代投入應(yīng)用。在過(guò)去的30年中，大量的技術(shù)進(jìn)步使PDC鉆頭在鉆頭市場(chǎng)上占有重要份額，而且其份額還在不斷增長(zhǎng)。例如2000年時(shí)PDC鉆頭的鉆井進(jìn)尺約占總進(jìn)尺的26%，而到2003年P(guān)DC鉆頭的鉆井進(jìn)尺約占總進(jìn)尺的50%。PDC鉆頭水馬力、切削件和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性的改進(jìn)導(dǎo)致PDC鉆頭的機(jī)械鉆速和壽命大幅度增長(zhǎng)。過(guò)去，PDC鉆頭只限于鉆軟到中硬地層，不能鉆研磨性地層。今天，大量的發(fā)明和技術(shù)突破使PDC鉆頭的鉆速更快、鉆井質(zhì)量更好而且鉆井深度更

2、深，其應(yīng)用范圍也擴(kuò)大到硬地層和研磨性地層。Verel國(guó)際公司認(rèn)為PDC鉆頭的具體進(jìn)步如下：1材料與牙輪鉆頭的不同之處是，PDC鉆頭沒(méi)有運(yùn)動(dòng)部件。PDC鉆頭的胎體可用鋼和碳化鎢兩種材料來(lái)制造。鋼體PDC鉆頭的主要缺點(diǎn)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。PDC鉆頭的技術(shù)進(jìn)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(jìn)；PDC鉆頭的熱穩(wěn)定極限也由原先的700oC提高到1150o。2切削機(jī)理PDC鉆頭的破巖機(jī)理是剪切。鉆頭的剪切作用在破巖時(shí)起主要作用。在過(guò)去的30年中開(kāi)發(fā)出了很多用于預(yù)測(cè)PDC鉆

3、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(xué)特性。3基本結(jié)構(gòu)PDC鉆頭的結(jié)構(gòu)取決于很多因素，如鉆進(jìn)能力（鉆速）、水馬力、導(dǎo)向能力和耐磨性等。鉆頭與地層作用的結(jié)構(gòu)分為3部分：切削結(jié)構(gòu)，主動(dòng)保徑和被動(dòng)保徑。PDC鉆頭的鉆進(jìn)能力無(wú)疑是影響鉆井成本最重要的因素。PDC鉆頭切削件的特性、后耙角、切削件排布、切削件的數(shù)量和尺寸是影響鉆頭鉆進(jìn)能力的主要參數(shù)。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(jù)所鉆地層和鉆井條件選擇切削件的數(shù)量和尺寸。4穩(wěn)定性PDC鉆頭的穩(wěn)定性對(duì)鉆井效率來(lái)說(shuō)是極其重要的因素。穩(wěn)定性好的鉆頭可以提高鉆速，延長(zhǎng)鉆頭壽命，提高

4、井眼質(zhì)量，而且可以減少對(duì)井下設(shè)備的損壞。抗渦旋和降摩擦保徑塊等技術(shù)的應(yīng)用使PDC鉆頭更加穩(wěn)定。5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(shè)計(jì)。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(guò)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。常規(guī)噴嘴為圓筒形，并能在巖石表面產(chǎn)生均衡的壓力分布。目前已開(kāi)發(fā)出非圓筒形噴嘴。6怎樣選擇PDC鉆頭今天，專(zhuān)用PDC鉆頭的設(shè)計(jì)主要取決于要鉆巖層的特性。因此，利用鄰井的測(cè)井資料研究鉆遇巖層的類(lèi)型是至關(guān)重要的。地層的機(jī)械和物理性能（抗壓強(qiáng)度、研磨性和孔隙壓力）是影響選擇鉆頭的主要因素。最近開(kāi)發(fā)的軟件可以預(yù)測(cè)巖石強(qiáng)度和評(píng)價(jià)PDC鉆頭的性能，可以幫助選擇鉆頭。同時(shí)正在研究鉆井參數(shù)和水力條件對(duì)鉆頭結(jié)構(gòu)的影響以便調(diào)整鉆頭的設(shè)計(jì)。PDC鉆頭的選擇還取決于所鉆的油井類(lèi)型，如定向井、小井眼、水平