作者|徐建飞 陈晖 邹德永 黄勇
原题|高造斜率定向CDE钻头设计与应用
来源|机械设计与制造工程
小编|小油
→这是"油气研究前瞻"的第260篇文章
PDC(聚晶金刚石复合片)钻头以剪切破岩方式为主,在软到中硬度的均质砂泥岩地层中,具有机械钻速高、工作寿命长的优点,但在深部硬地层钻进及定向时,存在机械钻速慢、造斜率低、工具面不稳、钻头漂移等问题[1]。CDE(锥形聚晶金刚石复合元件)齿是一种新型破岩元件,这种钻齿前端为独特的圆锥形状,以犁切的方式破碎岩石。相关理论与技术研究[2-4]表明:与常规PDC齿相比,CDE齿的切削阻力小,破岩比功低,具有较高的耐磨性和抗冲击韧性;两种齿在岩石中的吃入深度均与水平切削力呈线性关系,在相同吃深条件下,CDE齿所需的水平切削力约为PDC齿的45%;在破岩效率方面,钻压较小时,新PDC齿的吃入能力高于CDE齿,PDC齿磨损后,吃入能力迅速降低,明显低于CDE齿。针对涪陵周缘地区页岩气储层特点及钻井工艺要求,本文利用已有研究成果,将PDC齿和CDE齿相结合,研制ϕ215.9 mm新型高造斜率定向钻头,以期提高深层页岩气资源的钻探效率。
01
设计思想
02
新型钻头设计
2.1 新型钻头剖面形状
2.2 布齿设计
2.3 保径及水力设计
03
现场试验
04
结束语
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END
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