金剛石鉆頭

金剛石鉆頭不但使用時(shí)間長,還可以重復(fù)利用,返廠修復(fù)的金剛石鉆頭使用起來和出廠的 金剛石鉆頭使用效果差不多,能大量的節(jié)約鉆井成本。
鉆頭質(zhì)量的好壞、鉆頭類型與地層巖性是否適應(yīng),對(duì)加快鉆井速度和提高單只鉆頭進(jìn)尺起著重要的作用。鉆一口油氣井一般要使用不同尺寸的多只鉆頭,在鉆上部地層時(shí)要使用直徑較大的鉆頭,因鉆頭鉆進(jìn)的地層較軟,單只鉆頭進(jìn)尺多、使用的時(shí)間短,一個(gè)鉆頭一般可重復(fù)使用幾口井;而在鉆下部地層時(shí)要使用直徑較小的鉆頭,因地層硬、單只鉆頭的進(jìn)尺少,一般要使用多只鉆頭。一只下井新鉆頭鉆井進(jìn)尺的多少主要取決于鉆頭的尺寸、類型、地層的軟硬和鉆進(jìn)參數(shù)的配合。一般來說,鉆頭尺寸越大、地層越硬,進(jìn)尺越少;鉆頭尺寸越小、地層越軟,鉆頭進(jìn)尺就越多。
 
    1 力平衡設(shè)計(jì)使鉆頭具有良好的導(dǎo)向性,適應(yīng)配合井下馬達(dá)應(yīng)用于定向鉆井,具有較小的徑向震動(dòng); 
    2 不同結(jié)構(gòu)的專利PDC復(fù)合片在鉆頭不同位置的合理布置使鉆頭具有較強(qiáng)的攻擊性和抗研磨性; 
    3 強(qiáng)攻擊性設(shè)計(jì)使鉆頭可獲得高的機(jī)械鉆速; 
    4 動(dòng)態(tài)流場模擬技術(shù)應(yīng)用于水力設(shè)計(jì),使井底流場最優(yōu)化,有利于提高排屑速度和防泥包。 
    因?yàn)镻DC鉆頭的材料主要為鑄造碳化鎢和金剛石符復(fù)合片,所以它壽命長,價(jià)值高。金剛石鉆頭的破巖機(jī)理
    金剛石鉆頭的破巖作用是由金剛石顆粒完成的。要知道鉆頭的破巖作用,就須了解單粒金剛石的破巖作用。在堅(jiān)硬地層中,單粒金剛石在鉆壓作用下使巖石處于極高的應(yīng)力狀態(tài)下(約4200-5700MPa,有的資料認(rèn)為可達(dá)6300MPa)使巖石發(fā)生巖性轉(zhuǎn)變,由脆性變?yōu)樗苄?。單粒金剛石吃入地層,在扭矩作用下切削破巖,切削深度基本上等于金剛石顆粒的吃入深度。這一過程如同“犁地”故稱為金剛石鉆頭的犁式切削作用。
    在一些脆性較大的巖石里(如砂巖、石灰?guī)r等),鉆頭上的金剛石顆粒在鉆壓扭矩的同時(shí)作用下,破碎巖石的體積遠(yuǎn)大于金剛石顆粒的吃入與旋轉(zhuǎn)體積。當(dāng)壓力不大時(shí),只能沿金剛石的運(yùn)動(dòng)方向形成小溝槽,加大壓力則會(huì)使小溝槽深部與兩側(cè)的巖石破碎,超過金剛石顆粒的斷面尺寸。
    金剛石鉆頭的破巖效果,除與巖性以及影響巖性的外界因素(如壓力、溫度、地層流體性質(zhì)等)有關(guān)外,鉆壓大小是重要的影響因素。它和牙輪鉆頭一樣,破巖時(shí)都具有表層破碎、疲勞破碎、體積破碎三種方式。只有當(dāng)金剛石顆粒具有足夠的比壓吃入地層巖石,使巖石發(fā)生體積破碎時(shí),才能取得理想的破巖效果。

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