适用于特定地层的PDC钻头个性化设计

摘要：

破碎性地层的井下掉块常常导致常规设计的PDC钻头出现卡钻现象,严重的甚至会造成钻头掉齿、断刀翼等井下事故,严重影响了PDC钻头的推广使用.为此,对Φ215.9 mm六刀翼PDC钻头进行了全面改进设计:冠部形状为“直线 圆弧一直线”,相邻刀翼之间夹角约为60.；主切削齿直径为16 mm且按照“中密度”方式布置；将刀翼尾部的保径块整体上移一定距离,且4个保径块围绕钻头轴线成90..之后采用PDC钻头数字化钻进仿真系统和CFD软件对设计方案进行了力平衡和井底流场优化分析:优化布齿参数的钻头横向力约为钻压的3.9％；高的流速分布在1号、5号刀翼工作面鼻部位置及2号、3号、4号、6号刀翼背面,有利于岩屑及时清除出PDC齿表面.改进后的新型Φ215.9 mmPDC钻头在吐哈油田破碎性地层中应用总进尺1 339 m,与邻井同井段相比,节约了5次起下钻工怍量和作业时间,钻头出井后,仅两颗齿损坏,其余PDC齿磨损均衡,冠部冲蚀情况与钻头的井底流场分析的结果完全吻合,说明PDC钻头的个性化设计能够为此类地层钻井提速提供切实可行的技术思路.

关键词：PDC钻头、破碎性地层、冠部轮廓、布齿参数、保径块、优化设计、钻井提速、技术思路

所属期刊栏目：33

分类号：TE2;TE9

在线出版日期：2014-04-09（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：59-63