螺杆钻具和PDC钻头组合在鄂尔多斯工区定向井中的应用_论文

1  6 探 矿工程 ( 土钻 掘工程 ) 岩   20 0 8年第 1 0期  螺杆钻具和 P C钻头组合在鄂尔 多斯工 区  D 定 向井中的应用  徐 波  ( 华北 石 油 局 第 五普 查 勘 探 大 队 , 南 新 乡 4 30 ) 河 5 70   摘 要: 在分析 了 P C钻头特性 及破岩机 理的基础 上 , D 结合 螺杆 钻具 和 P C钻头 在鄂尔 多斯 工区定 向井 中的应  D 用, 总结 了螺杆钻具使用时 的注意事项 , 并介绍 了螺杆钻具和 P C钻头组合在鄂尔多斯工区定向井中的应 用效果。 D   关键词 : 鄂尔多斯工 区; 螺杆钻具 ;D P C钻头 ; 机械钻速  中 图分 类 号 :E 4  T 23 文 献标 识码 :  B 文 章 编 号 :6 2— 4 8 2 0 )0— 0 6— 2 17 7 2 ( 0 8 1 0 1 0  近 年来 , 鄂尔 多斯 工 区施 工 的定 向井 , 在 多采 用  有 鱼尾 形 、 锥 形 、 抛 物 线 形 和 抛 物 线 形 4种 形  浅 短 式 。 由于 聚晶金 刚石 片与碳 化钨基 片之 间 的有机 结  合 , 得 P C齿具 有金 刚石 的 硬度 、 磨性 、 冲击  使 D 耐 抗 的是螺 杆钻具 +三 牙 轮 钻头 钻井 , 用 该 钻具 组 合  使 不 但机 械钻 速 低 , 井 周 期 长 , 钻 而且 钻 头 使 用 寿 命  短, 严重 制约 着钻 井 效 率 。针 对 螺杆 钻 具 井底 转 速  以及 热稳 定 性 ( 耐 温 上 限 为 7 0c 右 ) D   其 0 C左 。P C 钻 头 主要 以剪切 方式破 岩 , 机械钻 速高 , 屑产 出量  岩 大 , 必须依 靠 水 力 能量 进 行 强 制冷 却 和清 屑 。切  但 削齿前 面 的岩石 在挤 压 下 产 生 弹性 和屈 服 变 形 , 并  高的 特 点 , 上 P C钻 头 很 适 应 高 转 速 的 工 作 环  加 D 境, 将两 者结 合 在 一 起 , 械钻 速 有 了 大 幅 度 的提  机 高, 钻头 使用 寿命 长 , 大 的缩 短 了定 向井 的施 工周  大 期 。此 外 , 井下 动力钻 具钻 定 向井时 , 用 能够有 效地  控制井 眼轨迹 。至今 , 下 动力 加 P C钻 头钻井 技  井 D 形成 初始 滑移破 坏面 。 当初始滑 移破 坏 面极 限点处  岩石 的剪 切应 力 J   岩 石 的屈 服剪 切 应 力 ) , r>r ( 时  切削 齿齿 面 以下岩石 开始 沿极 限破坏 面滑 动 。随着  滑移 破坏 面 的移动 , 破 碎 的 岩 屑将 沿 切 削齿 前 面  被 ( 或终 止破 坏 面 ) 出 , 后 完 成切 削 。 即切 削 层从  流 最 产 生弹 性变形 到滑 移 破 坏 , 破 碎 的岩 屑在 高 射流  被 冲击 作 用下迅 速离 开井底 而 流 向环 空 的过程 。其实  质 是岩 石在挤 压 下 以滑 移 变 形方 式 切 削 , 钻 压作  在 用 下能 够 自锐地 吃入 地 层 , 扭 矩 作用 下 向前 移 动  在 剪切岩 石  术在实 际钻 井 中得 到 了广 泛 应 用 , 并取 得 了显 著 的  经济效 益 。   1 P C钻 头的特 性和 分类    D P C钻 头是 依 靠 金 刚 石 的颗 粒 破 碎 岩 石 的 钻  D 头, 它在 低钻压 下 即可获得 较 高的钻 速和钻 井进 尺 ,   是石 油钻 井 中广泛使 用 的一种 高效钻 头 。其 结构 主  要 包括金 刚石 、 体 、 和 水槽等 部分 。按镶嵌 特  胎 钢体 点可分 为表镶 式 和孕 镶 式 ; 据 地层 的软 硬 程度 可  根 分为软 、 中和 硬 3种类 型 ; 按其 材质 可分 为天然 金 刚  石钻 头和人 造金 刚石 钻 头 。不 同 的金 刚 石 钻头 , 钻  3 P C钻 头与螺 杆钻具 组 合的应 用    D 3 1 钻具 组合 形式  . 井速 度也 不相 同 , 于 金 刚石 切 削 齿 数 目相 等 的 钻  对 头, 金刚石 颗粒 最小 的钻 头钻井 速度 最快 ; 于金 刚  对 在 鄂尔 多斯工 区 , 开基本 都 是 8 i( 259 二   n 0 1.  a 的井 眼 , 具 组 合 形 式 为 :  i P C钻 头 + rm) 钻 8 n D     015m 6  m单 弯螺 杆 ( . 5 )+0 6  m钻 铤 +0 2   12 。 1 5m 17 石尺 寸相 同 的钻 头 , 刚 石切 削齿 最 小 的钻 头 钻 井  金 速度 最快 ; 于克拉 质量 相 同的钻头 ; 刚石最 大 的  对 金 钻 头钻井 速度 最快 。   2 P C钻 头 的破岩 机理    D ml i钻杆 , l 该组合形式能够有效 的控制井 眼轨迹 , 使  井 眼轨 迹平 滑 , 小 了井壁 的摩擦 阻力 。 减   3 2 钻 进参 数  . 由于 P C钻头 适应 于高转 速 、 钻压 的 工作 环  D 低 境 , 杆 的转 速 可 以保 持 在 2 0~2 0 rr n之 间 , 螺 0 6  / i a   P C钻 头 是 一 种 高 效 破 岩 钻 头 。其 基 体 主要  D 收 稿 日期 :0 8—0 20 9—1  2 作者简介 : 徐波( 9 1一) 男( 18 , 汉族 ) 湖北荆州人, , 华北石油局第五普查勘探 大队副井 队长 、 助理 工程师 , 机械制造 及其 自动化 专业 , 从事石  油钻井技术工作 , 河南省新乡市洪门 ,b 18 8 6 .O   x5 6 8 @13 Cr n 20 0 8年第 1 0期  探 矿工 程 ( 岩

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