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新型钻头助力钻井降本增效 ——国外钻头新技术速览
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    中国石油化工产业(战略)协作联盟网讯

在钻井作业中,钻头的设计直接影响钻井成本和效率。斯伦贝谢旗下史密斯钻头公司推出的多种新型钻头,在提高钻速、降低磨损等方面表现突出。

破岩方式“双剑合璧”

史密斯公司近日推出AxeBlade斧式金刚石切削齿钻头,采用脊形几何结构,结合了剪切破岩与挤压破岩,形成全新的破岩方式。现场试验表明,该钻头的机械钻速比高性能PDC钻头提高了29%。

斧式结构使表镶金刚石复合片厚度比传统切屑齿提高了70%,具有更强的正面抗冲击性能。这种特性提高了钻头的稳定性和耐磨性,在钻进过程中可始终保持最高机械钻速。

斧式切削齿所需的切屑力较小,降低了造斜段的扭矩,减弱了反扭矩波动,提高了对工具面的控制能力。因此,斧式切削齿具有更高的造斜速率和总体机械钻速,可用最少的钻进时间获得最大的油气层泄油面积。

锥形金刚石技术

随着切削齿及切削结构中心的旋转速度降低,常规PDC钻头中心切削齿的破岩效率会逐渐减弱。

Stinger锥形金刚石技术将锥形金刚石安装在PDC钻头切削结构的中央,增加岩石破碎坑内局部应力的集中。在切削齿的重复切割下,岩石更加容易破碎,显著提高钻进进尺和机械钻速。

史密斯公司还推出了大量分布锥形金刚石切削齿的StingBlade钻头。根据不同地层特性及钻进需求,将锥形切削齿布齿在钻头面上。这类钻头可在常规钻头常常遭受冲击损坏的地层中钻进,在钻进过程中的扭矩比传统圆柱形切削齿更低,可利用较小的工具面变化实现更高的造斜率。

360°旋转切削齿

通常,PDC钻头的切削齿需要固定地焊接在钻头上,切削部位主要集中在切削齿复合片边缘的小部分区域,易造成切削齿的磨损。斯伦贝谢推出的ONYX360°切削齿可在钻井时进行360度的自由旋转。

旋转切削齿可以给岩石持续提供新的切削面,使复合片具备更长的切削面,整个切削齿的磨损量均匀分布,避免切削齿与岩石接触部位产生偏磨。不仅提高了机械钻速,还减少了切削齿的磨损速率,能够实现切削齿的及时散热,延长钻头的寿命。

为了将旋转切削齿与PDC钻头的切削结构合为一体,工程师将旋转切削齿安装在保护壳内,然后将保护壳焊接在刀翼上,在保护切削齿的同时,允许其自由旋转。(记者 莫江江



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来源:中国海洋石油报 时间:2016年4月18日 浏览1221次
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