PDC钻头复合冲击破岩机理研究及应用探讨

PDC钻头复合冲击破岩机理研究及应用探讨

刘晓菲*

【摘 要】随着钻井提速，PDC钻头结合扭力冲击器的复合钻井技术应用越来越普遍。为了进一步提高PDC钻头复合钻井技术在现场的应用效果，系统分析了钻头的结构及工作原理，对PDC钻头具有的硬度高、耐磨性好、强度高、自锐性好、稳定性差、抗冲击性差的特性进行了分析。通过对复合冲击破岩机理研究表明，在复合钻井条件下，PDC钻头切削齿与地层岩石呈严重不均匀接触状态，承压面积减小，切削齿对地层岩石的吃入深度增加，加之切削轨迹呈交叉状态，显著提升了钻头破岩效率。通过在钻井现场的应用及与牙轮钻头钻井情况对比，结果表明，PDC钻头复合钻井技术能够显著提高机械钻速、缩短钻井周期，具有较好的经济效益和广阔的应用前景。 【期刊名称】西部探矿工程 【年(卷),期】2018(039)009 【总页数】5

【关键词】PDC钻头；结构；特性；复合冲击破岩机理；应用效果

20世纪80年代我国从国外引进PDC钻头，经过几十年的研究和应用，目前我国已经能够研发出具有自主知识产权的PDC钻头[1-2]。PDC钻头是一种新型的钻头，通过在钻头胎体上镶焊聚晶金刚石材质的切削齿来提高破岩效率，在软地层至中硬地层中，通常使用PDC钻头结合井下动力钻具，能够大大提高机械钻速，是普通牙轮钻头机械钻速的2倍以上，并且使用PDC钻头可靠、钻头寿命长、工作稳定，单位钻头进尺成本低，极大节约了钻井成本、提高了钻井效率，经济效益显著[3-4]。因此，加强PDC钻头结构及工作原理研究，