钻头选型方法与钻头选型软件简介

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1、钻头选型方法与钻头选型软件简介讲义钻头选型方法与钻头选型软件简介授课教师：张辉联系电话：010－89733702，13522990096办公地点：研修大厦908E－mail:zhanghui3702@163.com中国北京主要内容1研究意义及有关知识2钻头选型方法研究及应用¾212.1影响钻头使用效果的因素；¾2.2钻头类型优选原则；¾2.3牙轮钻头选型原则；¾2.4PDC钻头选型原则；¾2.5钻头选型方法；3地层抗钻特性评价与钻头选型软件简介1研究意义及有关知识¾钻头是破碎岩石的主要工具，是建立油气通道的重要工具，在油气钻井中扮演着十分重要的角色。¾钻头领域具有两大核心技术，一是

2、钻头的设计、加工和制造，二是钻头的合理使用，这两大技术同等重要。尽管一口井中钻头成本占总成本的比例很小，但是钻井实践表明，钻头的合理使用对提高钻进速度、降低钻井成本起着重要作用。¾对于深井、超深井，由于所钻地层跨越的地质年代较多，地层可钻性变化大，岩石强度变化大，进行起下钻作业时间长，所耗费用大，因而钻头的合理使用对于提高深井、超深井钻井效率、降低钻井成本具有更为重要的意义。¾海洋钻井中，由于钻机作业费用十分昂贵，钻头的合理使用对降低钻井成本，提高经济效益同样具有十分重要的意义。钻头(1)钻头类型•按结构及工作原理分类刮刀钻头、牙轮钻头、PDC钻头、金刚石钻头；•按功用分类全面钻进

3、钻头、取芯钻头、扩眼钻头(2)钻头尺寸系列3-3/4”－36”常用尺寸：26”、171/2”、121/4”、81/2”钻头类型从岩石切削机理的角度，石油钻井所用的钻头主要可以分为：¾①切削型钻头包括刮刀钻头、PDC（聚晶金刚石复合片）钻头、TSP（热稳定聚晶金刚石）钻头等；¾②冲压型钻头，即各种不同类型的牙轮钻头；¾③研磨型钻头，如天然金刚石钻头，孕镶金刚石钻头等。破岩机理（1）牙轮钻头主要以冲击、压碎作用破碎岩石的；（2）天然金刚石钻头是通过刮削或磨削作用破碎岩石的；（3）PDC钻头以切削作用破碎岩石，充分利用了岩石抗剪强度较低的特点。PDC钻头结构设计的基本参数钻头结构设计参数

4、切削结构水力结构切削结构设计的基本参数切削结构冠部形状刀翼的数量及结构切削齿的分布切削齿的空间结构保径结构水力结构设计的基本参数水力结构流道的结构喷嘴的分布及空间结构IADCPDC钻头分类方法òIADCIADC于于19871987年制定了一个适于用金刚石钻头的年制定了一个适于用金刚石钻头的““固固定切削齿钻头分类标准定切削齿钻头分类标准””,,并于并于19921992年进行了修订。年进行了修订。ò这个标准主要根据钻头的结构特点进行分类，并没有像牙轮钻头那样考虑钻头适用的地层。但这个在世界范围内的统一标准对金刚石钻头的分类、设计、制造、选型和使用都具有重要意义。ò钻头分类号由四个字符

5、组成，第一个字符用英文字母表示钻头体的材料，第二至第四个字符用阿拉伯数字分别表示钻头的布齿密度、聚晶金刚石复合片(以下简称PDC)的尺寸或切削齿的类别、钻头的冠部轮廓形状。钻头的冠部轮廓形状聚晶金刚石复合片的尺寸或切削齿的类别用阿拉伯数字分别表示钻头的布齿密度。英文字母表示钻头体的材料D：天然金刚石切削齿；M：胎体，PDC切削齿；S：钢体，PDC切削齿；T：胎体，TSP切削齿；o：其它。厂家PDC钻头型号的表示方法ò钻头型号由钻头直径代号、厂家命名型号和号和IADCIADC制定的钻头分类号制定的钻头分类号三部分组成。ò各钻头厂家可以根据需要编制各自产品的厂家命名型号，同时应制定厂家

6、命名型号与IADC钻头分类号的对照表。ò示例：钻头型号81/281/2″R426/S231其中，钻头直径代号为其中，钻头直径代号为81/281/2，表示全面钻进钻头直径为，表示全面钻进钻头直径为2152159(81/2in);215.9(81/2in);厂家命名型号为厂家命名型号为R426;R426;IADCIADC的钻头分类号为的钻头分类号为S231S231。。V钻头体材料代号钻头体材料代号SS表示钻头体为钢体式表示钻头体为钢体式;;V布齿密度代号布齿密度代号22表示为中等；表示为中等；VPDCPDC齿直径代号齿直径代号33表示表示PDCPDC齿直径为齿直径为13.44mm;13

7、.44mm;V钻头冠部轮廓高度代号1表示为鱼尾形)。川石-克里斯坦森金刚石钻头系列及命名原则后缀代前缀代码数字代码码字母第一位第二位第三位字母说明切屑齿钻头冠部供选择钻头系列布齿密度尺寸形状的特征GAG3：3/″1－91-3：低密度布齿D，G，K，1．钻头系8AR/R复合片4：1/″1：长抛物线4-6：中密度布齿M，S，U，列中首字25：3/″9：平顶7-9：高密度布齿C1～3母为A表示BD4其具抗回STR旋特征2．后缀为1-3：低密度布齿G2：三角聚晶XL为螺旋S巴