PDC钻凿特性测定试验装置设计与研制.pdf

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1、第32卷第4期石油钻采工艺Vo1．32No．42010年7月0ILDRILLING&PR0DUCT10NTECHNOL0GYJuly2010文章编号：1000—7393(2010)04—0030—03PDC钻凿特性测定试验装置设计与研制孙铭新(胜利石油管理局钻井工艺研究院，山东东营257017)摘要：PDC钻头受其切削齿材料性能的制约，其应用空间和技术优势的发挥遇到了极大的挑战，急需研制一套试验装置来检测PDC作为切削齿在受力与旋转并伴有无规律振动、冲击状态下，钻凿岩石所具有的工程特性。在详细叙述PDC钻凿特性试验

2、装置功能与整体结构设计方案的基础上，简要介绍了样机研制的过程、主要技术参数精度检测试验结果、技术性能及其创新点。研究结果为高效能PDC钻头的研制和挂能检测提供了借鉴。关键词：PDC；钻凿特性；测定；试验装置；设计与研制中图分类号：TE921文献标识码：ADesignanddevelopmentofequipmentfortestingPDCdrillingfeaturesSUNMingxin(ResearchInstituteofDrillingTechnology，ShengliPetroleumAdminist

3、rationBureau，Dongying257017，China)Abstract：Constrainedbythemechanicalpropertiesofitscuttermaterial，PDCbitismetwithgreatchallengefromapplicationsandtechnologyadvantages．InordertoimprovethequalityofPDCbitfundamentally,itiscriticaltodevelopasetofequipmentfortesti

4、ngengineeringpropertiesofPDCascuttermaterialwhiledrillinginrocksinforceandrotationaccompaniedbyirregularvibrationandshock．BasedonelaboratingthefunctionsofthefunctionsanddesignofoverallstructureoftheequipmentfortestingPDCdrillingfeatures，thispaperbrieflyintrodu

5、cestheprocessofprototypedevelopment，accuracytestresultsofmaintechnicalparameters，techni-calperformanceandinnovations．Researchresultsprovidereferenceforthedevelopmentandperformancetestingofhigh·performancePDCbit．Keywords：PDC；drillingfeature；testing；testequipmen

6、t；designanddevelopment国内制造的PDC钻头在钻复杂硬地层的过程1试验装置的功能设计中，因切削齿材料PDC质量问题出现的崩齿、碎裂、Functionaldesignoftestingequipment剥蚀脱层和过度磨损等现象极为普遍，使得PDC钻(1)进行微型模拟PDC钻头钻进试验，测定头使用寿命较短、机械钻速大幅度降低。究其原因，PDC的综合指标。是目前国内外尚无一套试验装置来检测PDC作为(2)进行单齿磨铣试验，测定PDC在冲击+研磨切削齿在受力与旋转并伴有无规律振动、冲击状态状态下的物理性

7、能。下，钻凿岩石所应具有的工程特性(钻凿特性)。因(3)进行075mmPDC钻头的钻进特性试验。此，研制一套钻凿特性检测装置可以从源头上解决(4)进行其他小尺寸钻井模拟试验。提高PDC钻头质量问题。基金项目国家高技术研究发展计划(“863”计划)项目“超深井钻井技术研究”(编号：2006AA06A109—1-2，2006AA06A109．2)和中国石化集团“十条龙”科技攻关项目“南方复杂深井优快钻井技术研究”(编号：JP06006)的部分成果。作者简介孙铭新，1966生。1988年毕业于石油大学(华东)钻井工程专业

8、，2003年获油气井工程专业硕士学位，现主要从事钻井技术管理工作，副院长，高级工程师。E．mail：mxsun@slof．com。孙铭新：PDC钻凿特性测定试验装置设计与研制312整体结构设计方案或20。的孔内后，用压板与螺栓结构固定。Designofoverallstructure3液压系统方案设计Designofhydrau~csystem2．1设计目标