导向PDC钻头设计及其在临盘地区的应用.pdf

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1、第39卷第5期石油钻探技术VoI．39NO．52011年9月PETROlEUMDRILlIN(TECHN1QUESSep．，20¨．．钻采机械doi：10．3969／j．issn．1001—0890．2011．05．022导向PDC钻头设计及其在临盘地区的应用罗恒荣，邹德永，曹继飞。，唐玉响(1．中国石化石油工程西南有限公司临盘钻井公司，山东l临邑251500；2．中国石油大学(华东)石油工程学院，山东青岛2665553．中国石化胜利石油管理局钻井工艺研究院，山东东营257061)摘要：针对常规PDC钻头在胜利油田临盘地区定向井钻进过程中存在的工具面不稳定、井斜角和方位角难以控制

2、、滑动钻进时钻速较低等问题，研究分析了PDC钻头的剖面形状、切削结构、保径设计等对钻头导向性能的影响规律，在此基础上，研制出一种适合临盘地区地层特性的BTM115H型导向PDC钻头。该型PDC钻头采用浅内锥、双圆弧剖面形状，特殊双重切削布齿、短保径设计和侧向力平衡设计，能够有效提高钻头的导向性能和机械钻速。多口定向井的现场应用效果表明，BTM115H型导向PDC钻头在定向钻进过程中，工具面可控性好，复合钻井速度和定向机械钻速较常规PDC钻头都有大幅度提高，为临盘地区的定向井快速钻进提供了有力保障。关键词：PDC钻头定向井定向钻井钻头设计机械钻速临盘地区中图分类号：TE921．1文

3、献标识码：A文章编号：1001—0890(2011)05—010卜O5SteerablePDCBitDesignandItsApplicationinLinpanAreaLuoHengrong，ZouDeyong，CaoJifei。，TangYuxiang(1．LinpanDrillingCompany，SinopecSouthwestCompanyofPetroleumEngineering，Linyi，Shah—dong，251500，China；2．CollegeofPetroleumEngineering，ChinaUniversityofPetroleum(Huadon

4、g)，Qingdao，Shandong，266555，China；3．DrillingResearchInstituteofShengliPetroleumAdministration。Dongying，Shandong，257061，China)Abstract：InordertoresolvetheproblemscausedbyconventionalPDCbitindrillingdirectionalwellsinLinpanAreaofShengliOilfield，suchastheinstabletOOlface，difficultytocontrolinclin

5、ationandazi—muth，lowdrillingspeedetc，anewsteerablePDCbitwasdevelopedbasedontheanalysisofbitprofile。cut—tingstructure，gaugedesignforsteerablecapability．ThenewsteerablePDCbitwasdesignedwithshallowinnercone，doublecircularsection，doublecutterstructureandshortgaugedesign。anditsstabilityandsteerabl

6、ecapacitywasimproved．Thefieldapplicationshowsthatthenewbithasmorestabilityforcon—trollingtoolface，hashigherdrillingspeedandbetterboreholequalitythanthatofconventionalPDCbits．Thenewbitensuresquickdirectiona1drillinginLinpanArea．Keywords：PDCbit；directionalwell；directionaldrilling；bitdesign；pene

7、trationrate；LinpanArea随着石油工业的发展，定向钻井技术在石油钻因素，优化PDC钻头结构设计，充分发挥PDC钻头探中的应用不断增加，定向井的数量也越来越多。在定向钻进中的优势，对提高定向钻井速度、降低钻PDC钻头与牙轮钻头相比具有机械钻速高、寿命长井成本、加快油气资源的开发具有重要意义。的特点，被广泛应用到石油钻探中。但是常规PDC钻头在定向钻进时经常出现定向性能不稳定，工具收稿日期：2011一O811；改回日期：2O1】一0824。面角变化大、难以控制等现象