钻头基本知识.
PDC钻头的正确使用
由于金刚石抗冲击性能差(脆性大),因此上下钻 台不能碰撞硬物,井下不得有落物,井底有落物时 应起钻,严禁顿钻和溜钻。 下钻遇阻严禁强行下压,应接方钻杆开泵冲划,但 不超过 30 米大段划眼。在下钻到最后两单根时, 接方钻杆冲划到井底并开大排量循环,将井底循环 干净。然后,用小钻压,低转速钻进0.5米,进行 井底造型。
金刚石钻头
4).金刚石钻头的破岩机理:概括地讲,金刚石钻头 以磨削(研磨)方式破碎岩石,类似于砂轮磨削 金属的过程。 对塑性地层,以“犁削”作用为主; 对脆性地层,以压碎、剪切作用为主; 对坚硬地层,以刻划、微切削作用为主。
5).金刚石钻头的正确使用 适用于硬、研磨性地层,涡轮钻井,深井钻井, 取心作业。寿命长,进尺高。 钻头下井前,井底打捞干净,确保没有金属落物。 开始先用小钻压、低转速跑合,然后用合适钻压 和高转速钻进。 采用大排量钻进。
8.取心钻头
取心钻头的功用是环形破碎地层,形成岩心。目前, 常用的有刮刀取心钻头、领眼式硬质合金取心钻头、 硬质合金取心钻头和金刚石取心钻头等。 为了提高岩心收获率,除在下部使用扶正器外,首 先要求取心钻头工作稳定。因此钻头的切削元件要 对称分布,其耐磨性应一致,以免在钻进时发生歪 斜,从而破坏及折断岩心。同时要求钻头底面(井 底)与岩心爪的距离尽可能短些,使岩心形成后很 快就能进入内岩心筒被保护起来,从而避免破坏和 冲蚀。
6.金刚石钻头(Diamond Bit)
金刚石钻头按其使用地层可分为: 普通金刚石钻头、聚晶金刚石复合片钻头(简 称 PDC 钻头)两大类,其中聚晶金刚石复合片 钻头适用于软至中硬地层,而普通金刚石钻头 适用于及坚硬和研磨性高的地层。
金刚石钻头
1).金刚石钻头的结构 金刚石钻头为无活动部件的整体式钻头。由钢体、胎体 (冠部和保径部分)、水眼及水槽、金刚石切削刃等部分 组成。 2).金刚石钻头的应用及优缺点 金刚石为碳在高温高压下形成的结晶体,正四面体晶体结 构。在单位晶胞中,碳原子位于四面体的顶角及中心。每 个碳原子与邻近的四个碳原子形成四个共价键。因共价键 结合力强,故金刚石具有极高的硬度(莫氏硬度10)、抗 压强度(8800MPa)和耐磨性钢的9000倍)。 3).其缺点是: 脆性大,受冲击载荷易碎裂; 具有热敏性,高温下(450℃以上)石墨化。
钻头基础知识
COSL新疆头类型
1.按结构及工作原理分类 刮刀钻头、牙轮钻头、PDC钻头、金刚石钻头 2.按功用分类 全面钻进钻头、取心钻头、扩眼钻头
2.钻头尺寸系列
⑴国产钻头的直径系列,共有15种。 常见: 17-1/2” ,12-1/4” , 8-1/2”, 6” ⑵进口钻头尺寸 进口钻头直径系列非常复杂, 例如美国休斯公司所产钻头从3 3/4″到26″共46 种直径系列。
5.牙轮钻头结构
牙轮钻头由钻头体、牙爪(巴掌)及牙轮轴、牙轮及 牙齿、轴承、储油润滑密封系统、喷嘴等部分组 成。
牙轮钻头在井下工作情况判断
⑴正常情况 当地层岩性无变化时,正常钻压下,转盘转动均 匀,转盘链条无上下跳动;钻时正常无明显变化; 指重表、泵压表指示平稳;刹把无异常感觉。 ⑵轴承损坏 转盘出现周期性蹩跳,钻压小蹩跳轻,钻压大则 蹩跳重;钻速下降,泵压正常而指重表指针有摆 动。
PDC钻头的选择
① 根据钻井方式选择钻头:直井应选择钻速快、寿 命长的钻头;定向井选择造斜或稳斜性能好、适合 于配井底马达的高转速钻头。 ② 根据地层情况选择钻头:包括所钻地层的类型、 硬度、岩性等。 ③ 根据钻井条件选择钻头:如设备能力 ④ 根据钻井参数选择钻头:
PDC钻头冠部轮廓形状有抛物线型、圆形和锥形三种, 其中: ①抛物线型:适用于各种软地层,具有进尺多,机械 钻速高,稳定性好的特点,适合于转盘及井下动力 钻具。 ②圆形:工作面积小,水力集中,清洗较好,有利于 钻穿硬夹层,在转盘钻井中常用。 锥形:吃入性好,稳定性强,适合于转盘及高转速下 动力钻具钻井。
3.工作指标
钻头进尺(米) 钻头工作寿命(小时) 机械钻速(米/小时) 单位进尺成本(元/米):
4.刮刀钻头的结构
1).上钻头体、下钻头体(分水帽)、刀翼、水眼。 三刀翼的称作三刮刀钻头 两刀翼的称作两刮刀钻头或鱼尾刮刀钻头 四刀翼的称作四刮刀钻头 2).刮刀钻头的应用及特点 刮刀钻头制造工艺简单,成本低; 刮刀钻头适用于低硬度高塑性地层,钻速快,每米钻进成 本低; 刮刀钻头容易磨损成锥形,造成缩径和井斜; 刮刀钻头产生剧烈的扭转振动,破坏钻具和设备; 刮刀钻头目前逐渐被PDC钻头取代。
7. PDC钻头
优点:PDC既具有金刚石的硬度和耐磨性,又具有 碳化钨合金的结构强度和抗冲击能力。 缺点:弱点是热稳定性差,350℃以上加速磨损。 抗冲击能力较差。
PDC钻头的正确使用
PDC钻头适用于软到中硬的大段均质地层,不适 合钻软硬交错地层和砾石层。 与牙轮钻头相比,PDC钻头宜采用低钻压、高转 速钻进,正常钻进时优选钻井参数,钻压30~ 60KN,转速217~117r/min。每钻进250~ 300米,必须进行一次中途短起。 钻头下井前,井底要清洁,无金属落物。新钻头 钻进时,先用小钻压和低转速磨合井底。 PDC钻头属于整体式钻头,无任何活动部件,适 合高转速的涡轮钻井。
⑶牙轮卡死 转盘负荷增大,转盘链条跳动,方钻杆有蹩劲,停 转盘打倒车;钻速下降,指重表指针摆动严重。 ⑷掉牙轮 转盘负荷增大,转盘链条严重跳动,停转盘打倒车; 蹩钻严重;指重表指针来回摆动;钻速明显下降或 无进尺;上提钻具变换方向下探方入有变化,高差 约为一牙轮高度。
⑸牙齿磨(脱)光 转盘负荷减轻;方钻杆无蹩跳;钻速明显下降或 无进尺;指重表指示平稳无摆动;泵压正常。 ⑹钻头泥包 转盘负荷增大有蹩跳现象;钻速下降;上提钻具 有不同程度的挂卡;泵压上升,严重时蹩泵