抽吸式微取心PDC钻头的研究与应用

摘要：

常规PDC钻头切削产生的粉状或片状岩屑颗粒不便于地质录井,对此提出了一种新型抽吸式微取心PDC钻头.该抽吸式微取心PDC钻头取消了常规PDC钻头心部的主切削齿,设置特殊的水力结构,使钻头心部在钻进过程中形成一定直径的竖直岩心并适时折断,通过负压抽吸作用将断的微岩心从钻头体内部流道带离井底.结合破岩仿真与液固两相流理论,研究了在岩心、岩屑与钻井液混合流动的流场中,射流喷嘴直径的大小对取心通道中抽吸效果的影响规律.数值模拟结果表明,对于拟定条件下钻头直径为215.9mm的微取心PDC钻头,当射流喷嘴直径为8 mm时,从排心孔排出的岩心、岩屑和钻井液的质量较高,其负压腔的抽吸效果较好.室内及现场试验表明:采集的岩心以柱状为主,岩心完整性和采集率高;在磨溪111井位嘉陵江组二段3亚段至长兴组上部地层,获总进尺805.65 m,平均机械钻速为4.57 m/h,最高机械钻速可达7.4m/h;该钻头在嘉陵江组二段3亚段至飞仙关组一段(总进尺742m)的机械钻速比该区块同层位的其他常规PDC钻头高出了50％以上.

关键词：抽吸式、微取心、PDC钻头、液固两相流、现场试验、提速

所属期刊栏目：38

分类号：TE921(石油机械设备与自动化)

资助基金：国家科技重大专项2016ZX05038-005

在线出版日期：2017-12-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：1073-1081