PDC鉆頭使用方法及注意事項

PDC鉆頭使用方法PDC鉆頭使用前的準備工作

首先應仔細檢查前一只鉆頭的使用情況，了解鉆頭規(guī)徑的磨損狀態(tài)，檢查鉆頭體上是否有缺落性的損壞（缺落部分如掉齒等會對即將入井的鉆頭造成傷害）。

鉆頭的工作穩(wěn)定性對于防止井斜并最大程度地發(fā)揮鉆頭的性能具有重要作用，因此，使用PDC鉆頭時都推薦鉆頭在穩(wěn)定的工作狀態(tài)下鉆進。然而，由于具體的鉆井過程以及井眼條件的特殊性，有時并不需要刻意追求這種穩(wěn)定性。所有的穩(wěn)定器和擴眼器都應該檢測其外徑，以確保外徑尺寸不過大。

操作指南

新鉆頭首次鉆進：

1．在鉆頭接近井底時將泵的排量開到最大，而后啟動轉盤，將轉速控制在30～60rpm。緩慢下鉆直至鉆頭接觸井底。

2．為了形成新的井底，在鉆進最初的1m左右深度井眼的過程中，應該按照推薦的起始鉆壓值施加鉆壓。表中提供了不同尺寸的各種型號鉆頭的起始鉆壓值。鉆頭的起始工作參數(shù)（鉆壓和轉速）至少應維持鉆完一只鉆頭的長度。

3．新的井底形成后，就可以平緩、均勻地增加鉆壓直至達到正常鉆進時的鉆壓水平。對于極軟地層，該鉆壓與起始鉆壓非常接近。對于較硬的地層，鉆頭磨合形成新井底將花費較長的時間，最終的正常工作鉆壓也較高。最佳的鉆壓值應該是：當鉆壓達到此值后，鉆頭的機械鉆速ROP不再隨著鉆壓新的增加而增加，或鉆頭扭矩已達到極限扭矩值。

4．增加鉆頭轉速直至達到預期水平。鉆頭的最佳轉速應該是：當轉速達到此值后，鉆頭的機械鉆速ROP不再隨著轉速新的增加而增加，或鉆頭扭矩已達到極限扭矩值。通常情況下，鉆頭在較軟的巖石中鉆進時的機械鉆速ROP對轉速的變化更加敏感。對于較硬、研磨性較強的地層，高的鉆頭轉速易導致切削齒提前磨損失效。因此，及時監(jiān)測鉆頭鉆速ROP隨轉速RPM的變化情況是很重要的，這樣我們可以在最低的轉速下達到預期的機械鉆速，一般而言，推薦的鉆頭轉速范圍為60～240rpm。

5．當鉆遇巖性變化的地層時，應連續(xù)監(jiān)測和調整鉆壓和轉速，以達到最優(yōu)的鉆頭壽命和鉆進速度。

接單根：

除了沒有磨合形成新井底的過程外，接單根時遵循與新鉆頭首次鉆進相似的規(guī)程。

1．當鉆達方鉆桿尾端時，降低轉速至30～60rpm。

2．制動剎車，不再送鉆，使鉆頭上的部分鉆壓在數(shù)分鐘內逐漸得以釋放。

3．將鉆頭提離井底，停止鉆頭轉動。

4．接單根完畢后，鉆頭重新入井。在鉆頭接近井底時開足鉆井泵排量，使井底泥漿充分循環(huán)。開動轉盤（或頂驅），轉速30～60rpm。

5．鉆頭到達井底后，首先增加鉆壓，然后增加轉速，如前所述。

井底馬達和定向鉆進在使用井底馬達時，鉆頭轉速范圍的控制是受到限制的。通常，巖層越硬，鉆頭轉速就應該越低。因此，充分了解巖性情況并據(jù)此選擇適宜的井底馬達是很重要的。AR系列鉆頭將PDC鉆頭的應用擴展到了更硬的地層，其推薦使用的是高扭矩、低轉速馬達。根據(jù)已有的技術資料，在定向鉆井中，AR系列鉆頭的造斜速度比常規(guī)鉆頭略低。所以，預計鉆頭造斜能力時應參照常規(guī)鉆頭作細微的調整，也可以根據(jù)當?shù)氐氖褂媒涷炦M行適當調整。文獻SPE24614中論述了抗回旋鉆頭在定向鉆井中的現(xiàn)場試驗情況。

1．將鉆井泵排量開至正常鉆井時的一半，下放鉆頭至井底。在鉆頭開始旋轉后同時增加鉆壓和鉆井泵排量。如果鉆頭是在易泥包的極軟地層中開始鉆進的，則推薦開足鉆井泵排量。

2．當定向井鉆具在旋轉模式下工作時，應使鉆桿的轉速維持較低的水平（20～40rpm）。

鉆頭發(fā)生回旋的標志

在鉆頭鉆進過程中出現(xiàn)以下現(xiàn)象：

1．在高轉速（>120RPM）下機械鉆速低（<12ft./hr.）；

2．當改變鉆頭轉速時機械鉆速呈非線性變化；

3．明顯的鉆柱振動。

如果懷疑鉆頭發(fā)生回旋，應該采取以下措施：

1．降低轉速至30～50RPM；

2．加鉆壓直至鉆頭機械鉆速達到12ft./hr.或更高（注意不要超出推薦的最大鉆壓）；

3．按照一定的增量增加轉速并繪制轉速――機械鉆速曲線，當曲線呈線性時說明鉆頭不再回旋。PDC鉆頭使用注意事項地層

PDC鉆頭對地層巖性的變化是很敏感的。最優(yōu)的鉆井參數(shù)依賴于地層巖性，并且是隨鉆遇巖層的變化而變化的。

PDC鉆頭主要應用于軟至中硬地層的鉆進，鉆頭鉆井過程中會產生大量的巖屑。因此，水力能量對于鉆頭的清洗和冷卻是必不可少的，水力能量的利用效率是影響鉆頭機械鉆速的最重要因素之一。

當PDC鉆頭鉆遇硬研磨性夾層時，其切削齒的磨損將隨著轉速和鉆壓的增加而加劇。為延長鉆頭壽命，推薦使用低轉速（約80～120rpm）和盡可能低的鉆壓。鉆頭的準備檢查前一只鉆頭有無斷、掉齒以及本體局部缺落等現(xiàn)象，若有，必要時應進行打撈。井內落魚很容易導致PDC鉆頭的早期破壞，因此推薦在使用PDC鉆頭之前進行打撈操作，清除井底異物。

從包裝箱內取出PDC鉆頭，注意取出時應先用木板或其它軟材料作好襯墊，不允許在鋼、水泥或其它硬質材料上滾動鉆頭。

入井前檢查鉆頭，確保鉆頭內流道無異物堵塞。

入井前檢測噴嘴直徑是否符合要求。

在鉆頭聯(lián)接螺紋處涂絲扣油脂。

按照API推薦的扭矩值上緊鉆頭聯(lián)接螺紋，必要時使用鉆頭裝卸器。特別注意：上扣時不得對鉆頭的切削齒和規(guī)徑結構造成損傷。起下鉆當鉆頭通過防噴器組、套管鞋以及尾管懸掛器時應特別謹慎、緩慢，以避免對鉆頭造成損傷。

在已出現(xiàn)縮徑的井段以及狗腿度嚴重的井段應謹慎、緩慢地通過。

盡可能避免用PDC鉆頭劃眼。較短的井段需要劃眼的應采用小鉆壓（約2～4klbs或1～2t）、適中的轉速以及最大的排量。

下至最后一個單根或立根時應開足排量，緩慢下鉆。

下至鉆頭離井底6"～12"（150mm～300mm）時，循環(huán)數(shù)分鐘。如果井底有淤積，循環(huán)時間可以適當延長，同時活動鉆具。懸浮設備鉆頭與井底的磨合鉆頭接觸井底之前，應將預期的水力計算結果與儀表顯示結果作對比，以檢測是否有噴嘴堵塞、噴嘴脫落現(xiàn)象，以及鉆井泵故障等。

軟地層：采用最大的鉆井泵排量，轉速約100rpm，鉆壓約1～2t。鉆進1m左右后開始調整鉆井參數(shù)，以達到最優(yōu)的機械鉆速。

較硬地層：磨合井底需要的時間較長。轉速宜控制在80～120rpm，鉆壓以1t的增量逐漸增加。以此方式鉆進0.6～1m后，開始調整鉆井參數(shù)以達到最優(yōu)的機械鉆速。

硬研磨性夾層：鉆壓應盡可能低，轉速約80～120rpm。鉆進，接單根，起鉆接單根時不宜直接將鉆頭提離井底，而應先使鉆壓自然釋放。這對于減少PDC切削齒的熱沖擊是很有效的，尤其是在鉆進較硬巖層時。

起鉆過程中，在井眼尺寸較小處