简介:摘要:金刚石钻头研磨碎岩过程中岩石研磨性对钻头的磨损有着重要的影响,但至今未形成普遍认可的超硬岩钻井地层岩石研磨性的测定方法和分级指标,严重制约了金刚石钻头的发展和超硬岩钻井技术水平的提高。目前国内外学者通常采用铣磨法研究岩石的研磨性,以金属材料作为磨损件,但是磨损件在岩石表面做摩擦运动,不能反映实钻工况和钻头的动态碎岩过程,同时金属试件容易产生黏连现象,在硬岩石表面打滑,金属试件的磨损不能反映金刚石钻头的磨损实质。笔者针对超硬岩钻井地层的特点,结合金刚石钻头的磨损机制,通过试验研究,形成一套适合超硬岩钻井行业的岩石研磨性测定方法,为新型碎岩工具的优化设计及合理使用提供科学依据和方法。
简介:摘要:自打滑现象成为钻进坚硬致密弱研磨性岩层的主要矛盾以来,对解决钻进时钻头打滑问题进行了多方面的研究:如提高金刚石强度、粒度,降低金刚石浓度,改变胎体耐磨性,优化钻头底唇面形状与结构,增加钻头水口数目等。进行了多次实验及生产实践,产生了很多克服钻头打滑的方法,例如金刚石钻头人工出刃的方法,如打磨法、喷砂法、唇面酸蚀法、孔底投砂研磨法等。本文通过弱包镶金刚石钻头和采用二级磨料金刚石钻头两种方法对金刚石钻头工艺进行优化,从而达到在坚硬致密岩层钻进过程中提高钻头时效以及寿命的目的。
简介:摘要:为了有效地提高PDC钻头在花岗岩等强磨性地层中的适用性,有必要设计和应用孕镶式金刚石钻头,并且通过必要的使用试验,优化钻头在花岗岩和硬砂岩中的最佳排齿方式。在这过程中,相关试验结果可以有效地表明,让PDC切削齿磨损慢慢增高,纯PDC钻头在岩石中的钻速由慢变快。当PDC切削齿磨损度慢慢超过最大值时,金刚石孕镶块的布置又能提高钻头钻速,在实际应用中还具有孕镶式金刚石钻头有较高的破岩效率,金刚石钻头使用寿命长的特点,在花岗岩中,PDC齿布置在前排,而后排的浸渍嵌件布置在PDC切削主齿0.4mm至0.9mm之中的同一轨道上。在硬砂岩中,PDC齿布置在前排,后排的浸渍嵌件比PDC切削主齿低0.1~0.4mm。在运用和了解适用于强研磨性硬地层的PDC嵌块金刚石钻头的过程中可以知道,该新结构孕镶式PDC钻头比普通钻头具有更好的钻动效率和更持久的使用时间,也大大降低了钻井的时间,让钻井的成本变得更低,让发展的空间有一个更好的未来。
简介:摘要在复杂地层钻进中,由于反循环钻头结构不够合理,反循环往往难以形成,究其原因,主要是孔底气体容易从裂隙中漏失,在孔底形成的负压不够大,不足以将岩心上举至上返通道内,或者是至上返通道内又没有获得足够的加速度,从而使其顺利到达地表。针对这些问题,作者运用理论分析、数值模拟与实验研究相结合的科学研究方法对孔底反循环形成机理与过程进行深入研究,重点对影响反循环形成的钻头新增引射孔各参数、底部排风孔各参数以及其它相关参数进行优化设计,并将研究结论与专家的经验总结汇合形成钻头参数优选软件。本文的研究目的是通过对钻进中孔底及钻头腔体内流场特性研究,找到更有利于反循环形成的最优相关参数,改善反循环效果。