1976年12月GE公司推出了鉆頭**PDC系列產品Stratapax,其性能有所改進,更耐沖擊,也更有利于固定到鉆頭體上。與此同時DiamantB0art公司在波斯灣和北海鹽巖中、Christensen公司在北海也進行了一些較為成功的PDC鉆頭試驗。通過上述初步探索性試驗之后,80年代末一直到現在,PDC制造廠對PDC進行了一系列的改進與創(chuàng)新,使PDC的各項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大了使用領域。90年代起,從鉆頭水力學角度出發(fā),通過完善鉆井泥漿以控制頁巖中鉆頭泥包現象獲得了成功,使解決鉆進頁巖夾層存在的問題獲得了突破性進展。PDC鉆頭的**大發(fā)展是Amoco公司發(fā)現了在一般情況下還包括儲油補償系統(tǒng)這一部分。螺紋一般會在牙輪鉆頭的上部,鉆柱與螺紋進行相互連接,鉆頭下部會存在牙輪,其上帶有三個巴掌,牙輪軸上裝上牙輪,牙輪軸與各個牙輪之間裝有軸承,牙輪會通過其自身所帶的切削齒進行破碎巖石工作。鉆井液的通道就是鉆頭的水眼。在進行石油鉆井工作的過程中,通過鉆進過程中的橫向剪切作用、縱向振動作用,牙輪鉆頭會實現破碎巖石的目的,從而能夠提升鉆井速度。在選用鉆井工藝方面起著非常重要的作用,特別是對鉆井質量。三原地質金剛鉆頭型號
就有廠家用無硬質合金襯底的聚晶人造金剛石取代天然大顆粒金剛石來制造表鑲鉆頭。聚晶體的形狀有一端為圓錐的圓柱形、三角塊形、圓片形及矩形、塊形等多種,如GE公司的Geoset、Fomset,DeBeers公司的Syndax3以及鄭州三磨所的TSP,它們的共同特點是具有高熱穩(wěn)定性,即耐1000℃~1100℃的高溫,可直接燒結到由碳化鎢粉未及粘結金屬組成的鉆頭胎體的冠部作為鉆齒,破碎與切削地層。1969~1975年鄭州三磨所分別生產了幾種不同直徑的JR20SN-2聚晶體,首先用于保徑的孕鑲鉆頭和擴孔器的制造,鉆進礦山7級以下的地層,而后用6×6mm聚晶體制造石油刮刀鉆頭,在勝利油田進行試驗,以鉆進同一井深2400m為例,聚晶刮刀鉆頭與硬質合金刮刀鉆頭相比,每口井可節(jié)約~,并節(jié)省78%的時間;聚晶刮刀鉆頭與牙輪鉆頭相比,節(jié)省成本50%以上,鉆井時間減少5~8天。另外×5mm聚晶體制造的地質取芯鉆頭、擴孔器以及×5mm聚晶體用于冶金、煤田及地質孕鑲鉆頭的保徑,其效果也與天然金剛石相近。金剛石在20世紀80年代初期我國自主研發(fā)的PDC尚未成功之前,6×6mm聚晶體曾大量用于石油、天然氣鉆井的取芯鉆頭和西瓜皮式的***鉆進鉆頭。三角塊形聚晶也曾大量用于制造中硬至硬地層。三原地質金剛鉆頭型號鉆頭的合理選型對提高鉆進速度、降低鉆井綜合成本起著重要作用。
為了平衡垮塌而提高鉆井液密度,導致機械鉆速大幅降低,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,由高液柱壓力產生的“壓持效應”使機械鉆速降至;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)復雜,從負壓到異常高壓相互交錯,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**性。井噴碳酸鹽巖氣藏有裂縫性、孔隙性和裂縫一孔隙性3類產層。孔隙性氣藏壓力規(guī)律性較清楚,基本表現為常壓,能實現平衡鉆井,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運動的強弱及巖石本身的強度·規(guī)律性差,很難預測。鉆井時按有裂縫存在而采用高密度鉆井液鉆進。導致過平衡影響機械鉆速,但采用低密度鉆井液快速強鉆,突遇裂縫井噴的風險很大。陽新組、長興組兩個高壓產層,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,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,由于井斜因素導致鉆壓加不上。
鉆頭的規(guī)格、形狀也應當有所不同,在進行石油鉆井工作時,應當以具體需要、具體設計方案為根據,合理地、科學地選擇鉆頭[3]。在具體的鉆井工作中科學選擇鉆頭、合理確定鉆井液,從而提高石油鉆井的工作效率、工作質量,才能使石油鉆井更好地發(fā)揮自身的價值,為促進石油事業(yè)的發(fā)展作出一定的貢獻。鉆頭分類及選擇編輯語音刮刀鉆頭目前石**業(yè)使用的鉆頭有很多種類,以不同的鉆進方式為根據對鉆頭進行分類,可以將其分為金剛石鉆頭、牙輪鉆頭與刮刀鉆頭,這三種鉆頭是**基本的鉆頭形式。在這三種鉆頭中,在石油鉆探工作中應用**為普遍、**為***的一種是牙輪鉆頭,其應用程度也比較深。將這三種鉆頭進行對比,使用范圍**小的一種鉆頭是刮刀鉆頭。本文主要介紹的是金剛石鉆頭與牙輪鉆頭[4]。鉆頭金剛石金剛石鉆頭切削刃使用的是金剛石材料的鉆進刀具就是金剛石鉆頭,金剛石鉆頭的主要優(yōu)勢在于能夠適應研磨性較高、地質較硬的地層,切割性能也比較優(yōu)良。在高速鉆探方面具有非常***的優(yōu)勢。以所適應地層的差異為根據,可以將金剛石鉆頭分為普通金剛石鉆頭、聚晶金剛石復合片鉆頭兩大類。在這兩大類之中,普通金剛石鉆頭適用于研磨性較高、地質較硬、地質復雜的地層。一個井眼形成得好壞,所用時間的長短,除與所鉆地層巖石的特性和鉆頭本身的性能有關外。
如石灰?guī)r、白云巖)、輕微研磨性地層的取芯或***鉆進鉆頭。自90年代國產PDC大規(guī)模生產之后,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)與應用經歷了一個相當長的時間,早期PDC的抗沖擊性不高、存在分層現象,加上鉆頭設計制造方面存在問題及石油、天然氣鉆井具有風險性,占據鉆井市場較大份額的牙輪鉆頭制造廠商表現不是那么積極,因此PDC鉆頭的研發(fā)和應用遇到了較大的困難與阻力。美國在1973~1975年間采用GE公司生產的×、金剛石層為(Compax)焊接到硬質合金齒柱上再安裝到鋼體鉆頭上進行試驗,大量的原始試驗數據表明:PDC可取代用于鉆進**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的結構與性能特點以及石油、天然氣地層大都為軟一中硬地層,于是鉆頭制造廠商把PDC應用重點放到了具有重大市場前景的石油鉆井市場。美國Tulsa大學鉆井研究中心參與了**初的平面PDC鉆頭設計,并對PDc本身進行了關鍵性試驗。在此期間GE公司在南得克薩斯州、科羅拉多州、猶他州、上密歇根州進行了4只PDC鉆頭的試驗,暴露了PDC柱齒、鉆頭設計與制造方面的一些問題。取芯鉆頭初期試驗存在的問題解決后。鉆探速度、鉆井成本方面產生著巨大的影響。武功金屬金剛鉆頭質量
以不同的鉆進方式為根據對鉆頭進行分類。三原地質金剛鉆頭型號
展現了PDC鉆頭在石油、天然氣鉆井市場的光明前景。但因鉆頭成本過高及售價昂貴,其應用主要在新疆地區(qū)油田及海洋油田鉆井中推廣。1988年鄭州三磨所自主研制的價格十分低廉的PDC投放市場后,加速了我國PDC鉆頭國產化的步伐,先后出現了江漢鉆頭廠鉆井研究所、大港石油總機廠、勝利油田鉆井院、大慶石油管理局鉆頭廠等一批PDC鉆頭制造廠,完全國產化的PDC鉆頭在大慶油田、中原油田、大港油田、勝利油田、遼河油田、吉林油田等地區(qū)得到了推廣和普及。大慶油田由于20世紀90年代初國產PDC的性能還不令人滿意以及部分鉆頭廠家鉆頭設計與制造水平相對較低,鉆井效果尚不太理想,直到鄭州新亞復合超硬材料有限公司投產后,在PDC制造技術上堅持不懈地進行研究和創(chuàng)新,產品的規(guī)格與國外產品一致,產品的質量及可靠性提高,才基本上滿足國內外鉆頭客戶用于鉆進軟一中硬地層鉆頭的技術要求,目前該公司主要致力于開發(fā)適合于硬地層、夾層、深井等難攻地層鉆頭用的PDC。另外,在鉆頭制造方面,除川石一克里斯坦森金剛石鉆頭公司、新疆帝陛艾斯鉆頭工具公司外。三原地質金剛鉆頭型號
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