1973年Tulsa大學(xué)鉆井研究中心與GE公司所進(jìn)行的**初的平面PDC鉆頭設(shè)計(jì)以及在美國幾大油田進(jìn)行的幾次現(xiàn)場鉆井試驗(yàn)具有開創(chuàng)性、里程碑性的重大意義。自此以后，鉆頭制造商也不斷在鉆頭設(shè)計(jì)、制造與使用諸多方面作了不懈的努力和持續(xù)的改進(jìn)，才得以使PDC鉆頭在石油、天然氣鉆井中***推廣，并給PDC及其鉆頭制造業(yè)、石油與天然氣開采業(yè)帶來豐厚的經(jīng)濟(jì)回報(bào)。1985年我國四川石油管理局與美國克里斯坦森（EastmanChristensen）公司合資建立了川石一克里斯坦森金剛石鉆頭公司。1994年新疆石油管理局與Halliburtos的secarityDBS公司合資建立在一般情況下還包括儲(chǔ)油補(bǔ)償系統(tǒng)這一部分。螺紋一般會(huì)在牙輪鉆頭的上部，鉆柱與螺紋進(jìn)行相互連接，鉆頭下部會(huì)存在牙輪，其上帶有三個(gè)巴掌，牙輪軸上裝上牙輪，牙輪軸與各個(gè)牙輪之間裝有軸承，牙輪會(huì)通過其自身所帶的切削齒進(jìn)行破碎巖石工作。鉆井液的通道就是鉆頭的水眼。在進(jìn)行石油鉆井工作的過程中，通過鉆進(jìn)過程中的橫向剪切作用、縱向振動(dòng)作用，牙輪鉆頭會(huì)實(shí)現(xiàn)破碎巖石的目的，從而能夠提升鉆井速度。在選擇牙輪鉆頭當(dāng)做石油鉆井工具時(shí)，需要按照鉆井設(shè)備的實(shí)際情況、地層的實(shí)際條件以及相鄰油井的地質(zhì)資料、地層資料來進(jìn)行牙輪鉆頭的選型。井眼是由鉆頭破碎巖石而形成的。彬州工程鉆頭方式
聚晶金剛石復(fù)合片鉆頭能夠被***的應(yīng)用于硬質(zhì)地層、軟質(zhì)地層、軟硬適中的地層，其應(yīng)用范圍十分***。刀片的不同是這兩種金剛石鉆頭的主要差別所在。聚晶金剛石復(fù)合片鉆頭主要有四個(gè)組成部分，即金剛石復(fù)合片、噴嘴、胎體以及鉆頭體；普通金剛石鉆頭主要有四個(gè)組成部分，即金剛石顆粒、噴嘴、胎體以及鉆頭體。因?yàn)榻饎偸@頭的切割性能比較優(yōu)良，因此在選擇金剛石鉆頭當(dāng)做石油鉆井工具時(shí)，能夠高速鉆探，也能夠在一定程度上擴(kuò)大鉆深。在使用金剛石鉆頭進(jìn)行石油鉆井作業(yè)的過程中，需要高度注意的有以下幾個(gè)方面：聚晶金剛石***，金剛石鉆頭的價(jià)格比較高，因此在使用時(shí)應(yīng)小心操作，降低損壞程度；第二，金剛石鉆頭在熱穩(wěn)定性方面具有一定的缺陷，因此在使用時(shí)要保證鉆頭的冷卻性能、清洗情況；第三，其質(zhì)地比較脆，因此金剛石鉆頭的抗沖擊性能會(huì)比較差，應(yīng)該嚴(yán)格按照金剛石鉆頭的相關(guān)規(guī)程來進(jìn)行嚴(yán)格的、規(guī)范的操作[5]。鉆頭牙輪牙輪鉆頭以牙輪鉆頭的結(jié)構(gòu)為依據(jù)，可以將其分為水眼、軸承、巴掌、牙輪以及鉆頭體這五個(gè)部分。如果是密封噴射式的牙輪鉆頭，在一般情況下還包括儲(chǔ)油補(bǔ)償系統(tǒng)這一部分。螺紋一般會(huì)在牙輪鉆頭的上部，鉆柱與螺紋進(jìn)行相互連接，鉆頭下部會(huì)存在牙輪。三原開孔鉆頭結(jié)構(gòu)中心鉆供鉆削軸類工件的中心孔用，它實(shí)質(zhì)上是由螺旋角很小的麻花鉆和锪鉆復(fù)合而成，故又稱復(fù)合中心鉆。
在進(jìn)行選擇時(shí)，需要考慮的問題主要有以下幾點(diǎn)：首先，應(yīng)考慮鉆井地層中的軟硬交錯(cuò)情況是否存在；其次，應(yīng)考慮在石油鉆井工作中是否需要防斜鉆進(jìn)、曲線作業(yè)；再次，應(yīng)考慮同一油井中的不同鉆進(jìn)井段的實(shí)際深淺情況；**后，應(yīng)考慮鉆井地質(zhì)、地層的可研磨性以及軟硬程度[5]。鉆頭金剛石復(fù)合片編輯語音金剛石微粉PDC鉆頭是當(dāng)今石油和天然氣勘探開發(fā)行業(yè)***使用的一種破巖工具，它有效地提高了機(jī)械鉆具，縮短了鉆井周期[2]。金剛石復(fù)合片（PDC—PolycrystallineDiamondCompact）是采用金剛石微粉與硬質(zhì)合金襯底為原料，在超高壓高溫條件下燒結(jié)而成的復(fù)合超硬材料，它既具有金剛石的硬度與耐磨性，又具有硬質(zhì)合金的強(qiáng)度與抗沖擊韌性，是一種***的切削工具與耐磨工具材料，現(xiàn)已***地應(yīng)用于金屬與非金屬切削刀具、木材加工刀具、石油與天然氣鉆頭等許多領(lǐng)域。PDC研發(fā)及其在石油、天然了新疆一帝陛艾斯鉆頭工具公司，這兩家企業(yè)都利用了國外成熟的PDC鉆頭制造技術(shù)，有力地促進(jìn)了我國PDC鉆頭的制造與應(yīng)用技術(shù)的進(jìn)步、促進(jìn)了PDC鉆頭在我國各大油田的推廣和普及[6]。鉆頭鉆頭發(fā)展簡史編輯語音碳化鎢粉未在PDC的生產(chǎn)技術(shù)尚未成熟，或者說PDC鉆頭剛開始開發(fā)之前的一段時(shí)間。
1976年12月GE公司推出了鉆頭**PDC系列產(chǎn)品Stratapax，其性能有所改進(jìn)，更耐沖擊，也更有利于固定到鉆頭體上。與此同時(shí)DiamantB0art公司在波斯灣和北海鹽巖中、Christensen公司在北海也進(jìn)行了一些較為成功的PDC鉆頭試驗(yàn)。通過上述初步探索性試驗(yàn)之后，80年代末一直到現(xiàn)在，PDC制造廠對(duì)PDC進(jìn)行了一系列的改進(jìn)與創(chuàng)新，使PDC的各項(xiàng)性能得到了很大提高，而各大鉆頭公司隨著能源市場的景氣、原油價(jià)格的不斷創(chuàng)新高，他們與石油公司一起積極開發(fā)了一系列新型PDC鉆頭，改善了使用效果與擴(kuò)大了使用領(lǐng)域。90年代起，從鉆頭水力學(xué)角度出發(fā)，通過完善鉆井泥漿以控制頁巖中鉆頭泥包現(xiàn)象獲得了成功，使解決鉆進(jìn)頁巖夾層存在的問題獲得了突破性進(jìn)展。PDC鉆頭的**大發(fā)展是Amoco公司發(fā)現(xiàn)了在一般情況下還包括儲(chǔ)油補(bǔ)償系統(tǒng)這一部分。螺紋一般會(huì)在牙輪鉆頭的上部，鉆柱與螺紋進(jìn)行相互連接，鉆頭下部會(huì)存在牙輪，其上帶有三個(gè)巴掌，牙輪軸上裝上牙輪，牙輪軸與各個(gè)牙輪之間裝有軸承，牙輪會(huì)通過其自身所帶的切削齒進(jìn)行破碎巖石工作。鉆井液的通道就是鉆頭的水眼。在進(jìn)行石油鉆井工作的過程中，通過鉆進(jìn)過程中的橫向剪切作用、縱向振動(dòng)作用，牙輪鉆頭會(huì)實(shí)現(xiàn)破碎巖石的目的，從而能夠提升鉆井速度。具備配置于鉆頭前端的多個(gè)切刃部、及設(shè)于該切刃部基端一側(cè)且于基端部上形成有柄部的軸狀鉆頭主體。
為了平衡垮塌而提高鉆井液密度，導(dǎo)致機(jī)械鉆速大幅降低，如天東26井在沙溪廟組、自流井組地層鉆井中鉆井液密度提至～3，由高液柱壓力產(chǎn)生的“壓持效應(yīng)”使機(jī)械鉆速降至；二疊系的龍?zhí)督M、梁山組也極易垮塌。3）地層傾角大，地層傾角8～55°，**高達(dá)85°，容易發(fā)生地層自然造斜。為了控制井斜往往采取輕壓吊打的措施，從而**降低了鉆井速度。4）地層壓力系統(tǒng)復(fù)雜，從負(fù)壓到異常高壓相互交錯(cuò)，具有縱向上壓力系統(tǒng)的多樣性和橫向上壓力系統(tǒng)相對(duì)**性。井噴碳酸鹽巖氣藏有裂縫性、孔隙性和裂縫一孔隙性3類產(chǎn)層?？紫缎詺獠貕毫σ?guī)律性較清楚，基本表現(xiàn)為常壓，能實(shí)現(xiàn)平衡鉆井，如川東石炭系、長興生物礁等。而裂縫性氣層壓力依賴于地質(zhì)運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)弱及巖石本身的強(qiáng)度·規(guī)律性差，很難預(yù)測。鉆井時(shí)按有裂縫存在而采用高密度鉆井液鉆進(jìn)。導(dǎo)致過平衡影響機(jī)械鉆速，但采用低密度鉆井液快速強(qiáng)鉆，突遇裂縫井噴的風(fēng)險(xiǎn)很大。陽新組、長興組兩個(gè)高壓產(chǎn)層，由于壓力梯度高，巖石硬度大，并且地層深度深，鉆井液密度通常為3；（云安6井**高壓力梯度達(dá)，鉆井液密度3），致使鉆速長期徘徊在。5）大尺寸井眼長。巖屑川東地區(qū)大于～3/4，由于井斜因素導(dǎo)致鉆壓加不上。鉆探速度、鉆井成本方面產(chǎn)生著巨大的影響。延安水泥鉆頭種類
以不同的鉆進(jìn)方式為根據(jù)對(duì)鉆頭進(jìn)行分類。彬州工程鉆頭方式
如石灰?guī)r、白云巖）、輕微研磨性地層的取芯或***鉆進(jìn)鉆頭。自90年代國產(chǎn)PDC大規(guī)模生產(chǎn)之后，聚晶人造金剛石逐漸退出了鉆井市場，被PDC***取代。石油、天然氣鉆井用PDC鉆頭的研發(fā)與應(yīng)用經(jīng)歷了一個(gè)相當(dāng)長的時(shí)間，早期PDC的抗沖擊性不高、存在分層現(xiàn)象，加上鉆頭設(shè)計(jì)制造方面存在問題及石油、天然氣鉆井具有風(fēng)險(xiǎn)性，占據(jù)鉆井市場較大份額的牙輪鉆頭制造廠商表現(xiàn)不是那么積極，因此PDC鉆頭的研發(fā)和應(yīng)用遇到了較大的困難與阻力。美國在1973～1975年間采用GE公司生產(chǎn)的×、金剛石層為（Compax）焊接到硬質(zhì)合金齒柱上再安裝到鋼體鉆頭上進(jìn)行試驗(yàn)，大量的原始試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明：PDC可取代用于鉆進(jìn)**硬和磨蝕性很高的巖石的表鑲鉆頭上的天然金剛石。但考慮到PDC的結(jié)構(gòu)與性能特點(diǎn)以及石油、天然氣地層大都為軟一中硬地層，于是鉆頭制造廠商把PDC應(yīng)用重點(diǎn)放到了具有重大市場前景的石油鉆井市場。美國Tulsa大學(xué)鉆井研究中心參與了**初的平面PDC鉆頭設(shè)計(jì)，并對(duì)PDc本身進(jìn)行了關(guān)鍵性試驗(yàn)。在此期間GE公司在南得克薩斯州、科羅拉多州、猶他州、上密歇根州進(jìn)行了4只PDC鉆頭的試驗(yàn)，暴露了PDC柱齒、鉆頭設(shè)計(jì)與制造方面的一些問題。取芯鉆頭初期試驗(yàn)存在的問題解決后。彬州工程鉆頭方式
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