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淺談PDC鉆頭的使用,1,摘要：隨著鉆井工藝的不斷完善和鉆井技術(shù)的不斷更新，優(yōu)質(zhì)高效成為石油鉆井的主旋律。近年來(lái)，大量的技術(shù)進(jìn)步使PDC鉆頭在鉆頭市場(chǎng)上占有重要份額，而且其份額還在不斷增長(zhǎng),PDC鉆頭使用逐漸普及.因此，PDC鉆頭的合理使用，將成為提高鉆速、降低成本、增加效益的重要環(huán)節(jié)。,2,關(guān)鍵詞：PDC鉆頭 優(yōu)選 使用,3,今年，我們選擇了PDC鉆頭及復(fù)合定向鉆井技術(shù)。通過(guò)使用我們認(rèn)為：PDC鉆頭的優(yōu)點(diǎn)很多。PDC鉆頭機(jī)械轉(zhuǎn)速高，耐磨性非常強(qiáng)， 壽命長(zhǎng)， 極大的提高了鉆井時(shí)效； 鉆進(jìn)時(shí)鉆壓小，不容易井斜且降低鉆具事故， 提高鉆具的使用壽命等。,4,一.PDC鉆頭的技術(shù)優(yōu)點(diǎn),5,首先是采用了抗研磨性和抗沖擊性更好的人造金剛石材料；其次是聚晶金剛石薄片與碳化鎢圓片接觸面的幾何形狀也更合理；最后是PDC鉆頭的熱穩(wěn)定性很好，熱穩(wěn)定極限可以達(dá)到1150℃。PDC鉆頭的破巖機(jī)理就是剪切。剪切作用在破巖時(shí)起主要作用。,6,二.PDC鉆頭的優(yōu)選,7,選擇PDC鉆頭主要取決于所鉆巖層的特性，還有如鉆進(jìn)能力（鉆速）、水馬力、導(dǎo)向能力和耐磨性等。PDC鉆頭主要應(yīng)用于軟至中硬地層的鉆進(jìn)，鉆頭鉆井過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的巖屑。水力能量對(duì)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(jī)械鉆速的最重要因素之一。鉆頭與地層作用的結(jié)構(gòu)分為3部分：切削結(jié)構(gòu)，主動(dòng)保徑和被動(dòng)保徑。PDC鉆頭的鉆進(jìn)能力無(wú)疑是影響鉆井成本最重要的因素。,8,PDC鉆頭切削件的特性、后耙角、切削件排布、切削件的數(shù)量和尺寸是影響鉆頭鉆進(jìn)能力的主要參數(shù)。通常，減小切削件的后耙角可以提高鉆速，但切削件的抗沖擊能力下降。抗壓強(qiáng)度、研磨性和孔隙壓力是影響選擇鉆頭的主要因素?？傊鶕?jù)所鉆地層和鉆井條件選擇切削件的數(shù)量和尺寸。,9,三.合理的使用PDC鉆頭可降低費(fèi)用，節(jié)約成本,10,我隊(duì)使用的PDC是勝利產(chǎn)的五刀翼φ222.3P5263MF鉆頭，噴嘴直徑10*10*10*10*10*11。在桐31-26井中，使用地層為環(huán)河至洛河，由于經(jīng)驗(yàn)不足致使機(jī)械鉆速為21.5米/小時(shí)，在桐30-24井，使用PDC鉆頭復(fù)合鉆進(jìn)，使用地層為環(huán)河至洛河，機(jī)械鉆速為41.39米/小時(shí)。但在莊74-29井組中，莊74-29井，使用PDC鉆頭常規(guī)鉆進(jìn)，機(jī)械鉆速為33.91米/小時(shí)，莊75-30井使用PDC鉆頭復(fù)合鉆進(jìn)，機(jī)械鉆速為31.92米/小時(shí)。,11,只要運(yùn)用合理的鉆井參數(shù)及良好的鉆井液，常規(guī)鉆進(jìn)并不比復(fù)合鉆進(jìn)機(jī)械鉆速低，而且還可以降低螺桿費(fèi)用，節(jié)約成本。,12,在莊77-31井中，二開(kāi)后直井段，使用PDC鉆頭鉆進(jìn)，進(jìn)入洛河底界后，密切注意鉆時(shí)變化，如果發(fā)現(xiàn)鉆時(shí)一旦變慢或有嚴(yán)重連續(xù)蹩跳現(xiàn)象，則立即起鉆，最后PDC鉆頭正常穿過(guò)安定、直羅,進(jìn)入延安；在直羅地層鉆時(shí)為1-2米/分種，在延安地層鉆時(shí)為2-3米/分鐘，在以往使用三牙輪鉆頭，延安地層鉆時(shí)為5-7分鐘。使用PDC鉆頭使得鉆井周期為8天9小時(shí)，使我隊(duì)的鉆井周期明顯縮短。PDC鉆頭的使用獲得了成功，,13,可以由表1和表2看出PDC鉆頭的機(jī)械鉆速高于普通三牙輪鉆頭，使用壽命長(zhǎng)，使用井段長(zhǎng)，避免中途起下鉆換鉆頭，節(jié)約了時(shí)效；目前我隊(duì)的這只PDC鉆頭共使用6口井，總進(jìn)尺4327米, 目前鉆頭新度75%，還可以繼續(xù)使用。,14,PDC鉆頭使用鉆頭使用統(tǒng)計(jì)表（表1） 井號(hào) 井深 進(jìn)尺（米） 純鉆時(shí)間（時(shí)） 機(jī)械鉆速 對(duì)應(yīng)地層 鉆壓（KN） 鉆速 （轉(zhuǎn)/分） 排量（L） 泵壓（MPa） 桐30-26 162-491 329 15:30 21.22 環(huán)河 70 60 30 5.5 491-760 269 15:30 17.35 華池 70 60 30 6 桐30-26A 158-580 422 15:30 27.22 環(huán)河 40 60 30 7.5 580-770 190 8:00 23.75 華池 40 復(fù)合 30 7.5 770-950 180 8:00 22.5 洛河 50 復(fù)合 30 7.5 桐30-24 157-570 413 8:30 48.59 環(huán)河 40 復(fù)合 30 8 570-810 240 8:00 30 華池 40 復(fù)合 30 8 莊74-29 250-450 200 6:00 33.33 環(huán)河 80 60 30 6.5 450-640 190 5:30 34.54 華池 80 60 30 6.5 莊75-30 241-440 199 6:00 33.16 環(huán)河 50 復(fù)合 30 7.5 440-640 200 6:30 30.77 華池 50 復(fù)合 30 7.5 640-965 325 13:00 25 洛河 50 復(fù)合 30 7.5 莊77-31 257-450 193 8:00 24.12 環(huán)河 80 60 30 5.5 450-650 200 8:30 23.53 華池 100 60 30 5.5 650-950 300 10:30 28.57 洛河 80 60 30 5.5 950-1060 110 6:00 18.33 安定 100 60 30 5.5 1060-1290 230 8:30 27.05 直羅 100 60 30 5.5 1290-1427 137 6:30 21.07 延安 100 60 30 5.5,15,三牙輪鉆頭使用統(tǒng)計(jì)表（表2） 井號(hào) 鉆頭類型 井深 進(jìn)尺（米） 純鉆時(shí)間（時(shí)） 機(jī)械鉆速 對(duì)應(yīng)地層 鉆壓（KN） 鉆速 （轉(zhuǎn)/分） 排量（L） 泵壓（MPa） 西37-028 SHT22R 284-1100 816 34:00 24 環(huán)河、華池、洛河 150 60 30 7 西38-028 SKH447G 288-750 462 17:30 26.4 環(huán)河、華池 150 60 30 7 SKH447G 862-1611 701 42:00 16.69 洛河、安定、直羅 180 60 30 7.5 西31-021 SKH447G 218-1220 1002 60:00 16.7 環(huán)河、華池、洛河、安定、直羅 170 60 30 6 西29-023 SKH447G 219-1050 831 33:00 25.18 環(huán)河、華池、洛河 150 60 30 6 SKH447G 1170-1509 339 16:00 21.6 安定、直羅 150 60 30 6 西29-024 SKH447G 214-938 724 33:30 21.61 環(huán)河、華池、洛河 150 60 30 6 CQB517 998-1770 772 57:00 13.54 安定、直羅 200 60 30 7 西30-022 SKH447G 216-1130 914 49:30 18.46 環(huán)河、華池、洛河 150 60 30 7 SKH447G 1170-1412 242 11:00 22 安定、直羅 200 60 30 7 西31-022 CQA517 224-790 566 35:00 16.17 環(huán)河、華池 180 60 30 7,16,四. 使用 PDC鉆頭應(yīng)注意以下幾點(diǎn),17,,1．在鉆頭接近井底時(shí)將泵的排量開(kāi)到最大，而后啟動(dòng)轉(zhuǎn)盤，將轉(zhuǎn)速控制在30～60rpm。緩慢下鉆直至鉆頭接觸井底。,18,,2．新的井底形成后，就可以平緩、均勻地增加鉆壓直至達(dá)到正常鉆進(jìn)時(shí)的鉆壓水平。對(duì)于極軟地層，該鉆壓與起始鉆壓非常接近。對(duì)于較硬的地層，鉆頭磨合形成新井底將花費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間，最終的正常工作鉆壓也較高。最佳的鉆壓值應(yīng)該是：當(dāng)鉆壓達(dá)到此值后，鉆頭的機(jī)械鉆速ROP不再隨著鉆壓新的增加而增加，或鉆頭扭矩已達(dá)到極限扭矩值。,19,,3.鉆頭的最佳轉(zhuǎn)速應(yīng)該是：當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到此值后，鉆頭的機(jī)械鉆速ROP不再隨著轉(zhuǎn)速新的增加而增加，或鉆頭扭矩已達(dá)到極限扭矩值。通常情況下，鉆頭在較軟的巖石中鉆進(jìn)時(shí)的機(jī)械鉆速ROP對(duì)轉(zhuǎn)速的變化更加敏感。對(duì)于較硬、研磨性較強(qiáng)的地層，高的鉆頭轉(zhuǎn)速易導(dǎo)致切削齒提前磨損失效。因此，及時(shí)監(jiān)測(cè)鉆頭鉆速ROP隨轉(zhuǎn)速RPM的變化情況是很重要的，這樣我們可以在最低的轉(zhuǎn)速下達(dá)到預(yù)期的機(jī)械鉆速。,20,,4．當(dāng)鉆遇巖性變化的地層時(shí)，應(yīng)連續(xù)監(jiān)測(cè)和調(diào)整鉆壓和轉(zhuǎn)速，以達(dá)到最優(yōu)的鉆頭壽命和鉆進(jìn)速度。,21,,5.接單根：接單根時(shí)不宜直接將鉆頭提離井底，而應(yīng)先使鉆壓自然釋放。這對(duì)于減少PDC切削齒的熱沖擊是很有效的，尤其是在鉆進(jìn)較硬巖層時(shí)。接單根完成后，鉆頭重新入井，鉆井泵恢復(fù)全排量，轉(zhuǎn)速和鉆壓應(yīng)平緩地逐漸增加至正常值。,22,謝謝大家 !,謝謝大家 !,23,人有了知識(shí)，就會(huì)具備各種分析能力， 明辨是非的能力。 所以我們要勤懇讀書，廣泛閱讀， 古人說(shuō)“書中自有黃金屋。 ”通過(guò)閱讀科技書籍，我們能豐富知識(shí)， 培養(yǎng)邏輯思維能力； 通過(guò)閱讀文學(xué)作品，我們能提高文學(xué)鑒賞水平， 培養(yǎng)文學(xué)情趣； 通過(guò)閱讀報(bào)刊，我們能增長(zhǎng)見(jiàn)識(shí)，擴(kuò)大自己的知識(shí)面。 有許多書籍還能培養(yǎng)我們的道德情操， 給我們巨大的精神力量， 鼓舞我們前進(jìn)。,24,25,