非均质地层锥形辅助切削齿PDC钻头设计与试验

汪为涛

汪为涛. 非均质地层锥形辅助切削齿PDC钻头设计与试验[J]. 石油钻探技术, 2018, 46(2): 58-62. doi: 10.11911/syztjs.2018046
引用本文: 汪为涛. 非均质地层锥形辅助切削齿PDC钻头设计与试验[J]. 石油钻探技术, 2018, 46(2): 58-62. doi: 10.11911/syztjs.2018046
WANG Weitao. Design and Test of a New PDC Bit with Tapered Auxiliary Cutter for Heterogeneous Formations[J]. Petroleum Drilling Techniques, 2018, 46(2): 58-62. doi: 10.11911/syztjs.2018046
Citation: WANG Weitao. Design and Test of a New PDC Bit with Tapered Auxiliary Cutter for Heterogeneous Formations[J]. Petroleum Drilling Techniques, 2018, 46(2): 58-62. doi: 10.11911/syztjs.2018046

非均质地层锥形辅助切削齿PDC钻头设计与试验

doi: 10.11911/syztjs.2018046
基金项目: 

国家科技重大专项"大型油气田及煤层气开发"子课题"复杂地层钻井提速提效关键工具与装备研发"(编号:2016ZX05021-003)部分研究成果。

详细信息
    作者简介:

    汪为涛(1988-),男,江西九江人,2011年毕业于中国石油大学(华东)材料成型及控制工程专业,工程师,主要从事石油钻井PDC钻头设计及研究工作。

  • 中图分类号: TE21.+1

Design and Test of a New PDC Bit with Tapered Auxiliary Cutter for Heterogeneous Formations

  • 摘要: 为了提高PDC钻头在非均质地层中的机械钻速和延长钻头使用寿命,研制了带有锥形辅助切削齿的PDC钻头。该钻头以PDC齿为主切削元件,锥形齿和PDC齿为副切削元件,开始工作时以PDC切削齿剪切破岩为主,当PDC切削齿吃入地层到一定程度后,锥形齿开始犁削岩石形成裂纹,有助于PDC齿以较小切削力破碎岩石;相邻2个刀翼的后排齿分别布置锥形齿与PDC齿,用于钻头钻进后期的提速提效,既具有常规PDC钻头破岩效率稳定的特点,又具有锥形齿在非均质地层破岩效率高的特点。现场试验表明,与常规PDC钻头相比,锥形辅助切削齿PDC钻头在非均质地层中使用寿命长、机械钻速高。锥形辅助切削齿PDC钻头的成功研制,为钻进非均质地层提供了一种新的高效破岩工具。
  • [1] 邹德永,郭玉龙,赵建,等.锥形PDC单齿破岩试验研究[J].石油钻探技术,2015,43(1):122-125. ZOU Deyong,GUO Yulong,ZHAO Jian,et al.Experimental study on rock breaking of conical PDC cutter[J].Petroleum Drilling Techniques,2015,43(1):122-125.
    [2] 杨顺辉.锥形PDC齿钻头的研制及室内试验评价[J].石油机械,2015,43(2):14-17. YANG Shunhui.Development and laboratory tests evaluation of PDC bit with conical cutter[J].China Petroleum Machinery,2015,43(2):14-17.
    [3] 闫炎,管志川,玄令超,等.复合冲击条件下PDC钻头破岩效率试验研究[J].石油钻探技术,2017,45(6):24-30. YAN Yan,GUAN Zhichuan,XUAN Lingchao,et al.Experimental study on rock breaking efficiency with a PDC bit under conditions of composite percussion[J].Petroleum Drilling Techniques,2017,45(6):24-30.
    [4] 孙源秀,邹德永,徐城凯,等.锥形聚晶金刚石复合片(PDC)齿与常规PDC齿破岩效果对比试验[J].科学技术与工程,2015,36(4):159-162. SUN Yuanxiu,ZOU Deyong,XU Chengkai,et al.Contrast experiment on conical PDC cutter and conventional PDC cutter[J].Science Technology and Engineering,2015,36(4):159-162.
    [5] 孙明光,张云联.新型PDC钻头设计[J].石油钻采工艺,2000,22(2):31-34. SUN Mingguang,ZHANG Yunlian.Novel PDC bit design to optimize its performance in multi-interbeded formation[J].Oil Drilling Production Technology,2000,22(2):31-34.
    [6] 邹德永,孙源秀,徐城凯,等.锥形齿PDC钻头台架试验研究[J].中国石油大学学报(自然科学版),2015,39(2):48-52. ZOU Deyong,SUN Yuanxiu,XU Chengkai,et al.Experimental study on bench test of stinger PDC bit[J].Journal of China University of Petroleum(Edition of Natural Science),2015,39(2):48-52.
    [7] 王福修,田京燕.PDC钻头稳定性技术研究[J].石油矿场机械,2002,31(2):7-10. WANG Fuxiu,TIAN Jingyan.The technology study on PDC bit stability[J].Oil Field Equipment, 2002,31(2):7-10.
    [8] 朱宽亮,周岩,胡中志.PDC-牙轮复合钻头在南堡油田大斜度井的应用[J].石油钻探技术,2017,45(6):60-64. ZHU Kuanliang,ZHOU Yan,HU Zhongzhi.Application of a PDC-roller hybrid bit in highly-deviated wells of the Nanpu Oilfield[J].Petroleum Drilling Techniques,2017,45(6):60-64.
    [9] 豆宁辉,杨顺辉.锥形PDC齿破岩机理仿真研究[J].石油矿场机械,2015,44(11):12-17. DOU Ninghui,YANG Shunhui.Simulation research of conical PDC cutter rock-breaking mechanism[J].Oil Field Equipment,2015,44(11):12-17.
    [10] 查春青,柳贡慧,李军,等.复合冲击破岩钻井新技术提速机理研究[J].石油钻探技术,2017,45(2):20-24. ZHA Chunqing,LIU Gonghui,LI Jun,et al.The rock breaking mechanism of the compound percussive-rotary drilling method with a PDC bit[J].Petroleum Drilling Techniques,2017,45(2):20-24.
    [11] 孙源秀,邹德永,郭玉龙,等.切削-犁削混合钻头设计及现场应用[J].石油钻采工艺,2016,38(1):53-56. SUN Yuanxiu,ZOU Deyong,GUO Yulong,et al.Design and field application of plow-cutting PDC bit[J].Oil Drilling Production Technology,2016,38(1):53-56.
    [12] 柳贡慧,李玉梅,李军,等.复合冲击破岩钻井新技术[J].石油钻探技术,2016,44(5):10-15. LIU Gonghui,LI Yumei,LI Jun,et al.New technology with composite percussion drilling and rock breaking[J].Petroleum Drilling Techniques,2016,44(5):10-15.
    [13] 邓勇,陈勉,金衍,等.冲击作用下岩石破碎的动力学特性及能耗特征研究[J].石油钻探技术,2016,44(3):27-32. DENG Yong,CHEN Mian,JIN Yan,et al.Investigation of the dynamic characteristics and energy consumption for breaking rocks using the impact load[J].Petroleum Drilling Techniques,2016,44(3):27-32.
    [14] 刘亚军,王晓鹏,王昆剑,等.绥中36-1油田新型钻头的优化设计及应用[J].断块油气田,2011,18(5):669-671. LIU Yajun,WANG Xiaopeng,WANG Kunjian,et al.Optimization design and application of new drill bit in SZ 36-1 Oilfield[J].Fault-Block Oil Gas Field,2011,18(5):669-671.
    [15] 关舒伟.新型孕镶金刚石钻头研制及试验[J].石油钻探技术,2015,43(4):129-132. GUAN Shuwei.Development and testing of a new type of diamond-impregnated bits[J].Petroleum Drilling Techniques,2015,43(4):129-132.
  • [1] 胡思成, 管志川, 路保平, 梁德阳, 呼怀刚, 闫炎, 陶兴华.  锥形齿旋冲及扭冲的破岩过程与破岩效率分析, 石油钻探技术. doi: 10.11911/syztjs.2021035
    [2] 杨灿, 王鹏, 饶开波, 蔺玉水, 李伟, 叶顺友.  大港油田页岩油水平井钻井关键技术, 石油钻探技术. doi: 10.11911/syztjs.2020036
    [3] 刘书斌, 倪红坚, 张恒.  轴扭复合冲击工具的研制与应用, 石油钻探技术. doi: 10.11911/syztjs.2020072
    [4] 彭齐, 周英操, 周波, 刘川福, 刘宇.  凸脊型非平面齿PDC钻头的研制与现场试验, 石油钻探技术. doi: 10.11911/syztjs.2020035
    [5] 路宗羽, 赵飞, 雷鸣, 邹灵战, 石建刚, 卓鲁斌.  新疆玛湖油田砂砾岩致密油水平井钻井关键技术, 石油钻探技术. doi: 10.11911/syztjs.2019029
    [6] 谢晗, 况雨春, 秦超.  非平面PDC切削齿破岩有限元仿真及试验, 石油钻探技术. doi: 10.11911/syztjs.2019043
    [7] 张光伟, 高嗣土, 乔阳, 田帆.  指向式旋转导向系统内外环转速对PDC钻头破岩效率的影响, 石油钻探技术. doi: 10.11911/syztjs.2019096
    [8] 崔海林, 周延军, 唐洪林, 曹立明, 孙荣华, 肖新磊.  丁页5井“井筒一体化”钻井提速技术, 石油钻探技术. doi: 10.11911/syztjs.2018029
    [9] 王万庆.  陇东气田水平井钻井技术, 石油钻探技术. doi: 10.11911/syztjs.201702003
    [10] 林四元, 李中, 黄熠, 陈浩东, 杨玉豪, 高济稷.  南海文昌区块深部地层旋转切削齿PDC钻头提速技术, 石油钻探技术. doi: 10.11911/syztjs.201706012
    [11] 闫炎, 管志川, 玄令超, 呼怀刚, 庄立.  复合冲击条件下PDC钻头破岩效率试验研究, 石油钻探技术. doi: 10.11911/syztjs.201706005
    [12] 罗玉财, 李晶莹, 李振昊, 王东明, 程晓东.  深潜山阳探1井钻井提速技术, 石油钻探技术. doi: 10.11911/syztjs.201506024
    [13] 李克智, 闫吉曾.  红河油田水平井钻井提速难点与技术对策, 石油钻探技术. doi: 10.3969/j.issn.1001-0890.2014.02.023
    [14] 马凤清.  哈山3井火成岩地层快速钻井技术, 石油钻探技术. doi: 10.3969/j.issn.1001-0890.2014.02.022
    [15] 况雨春, 陈玉中, 屠俊文, 张智.  基于UG/OPEN的PDC钻头切削参数仿真方法, 石油钻探技术. doi: 10.3969/j.issn.1001-0890.2014.04.021
    [16] 张晓东, 张毅, 苟如意, 何石, 王海娟.  基于岩石性能试验的冲旋钻井钻齿破岩仿真, 石油钻探技术. doi: 10.3969/j.issn.1001-0890.2014.01.021
    [17] 曾义根, 韦忠良, 吕苗荣, 崔伟, 贺庆.  宣页1井新型PDC钻头设计与应用, 石油钻探技术. doi: 10.3969/j.issn.1001-0890.2013.02.022
    [18] 杨永印, 牛似成, 徐希强.  组合射流PDC钻头试验研究, 石油钻探技术. doi: 10.3969/j.issn.1001-0890.2012.05.022
    [19] 肖国益, 胡大梁, 廖忠会, 王希勇, 李群生.  川西须家河组地层PDC钻头结构参数优化及选型, 石油钻探技术. doi: 10.3969/j.issn.1001-0890.2012.03.006
    [20] 张建平.  桥古1井快速钻进PDC钻头优化设计与效果分析, 石油钻探技术. doi: 10.3969/j.issn.1001-0890.2012.06.025
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  • 收稿日期:  2017-11-01
  • 刊出日期:  1900-01-01

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