金3井混镶金刚石钻头的设计与应用.pdf

《金3井混镶金刚石钻头的设计与应用.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2014年第41卷第2期探矿工程(岩土钻掘工程)45金3井混镶金刚石钻头的设计与应用梁涛，赵义(北京探矿工程研究所，北京100083)摘要：针对东北地区金3井沙河子组致密泥岩和砂砾岩互层，地层软硬交错、研磨性强，钻进机械效率低，钻头寿命短的问题，通过改进胎体配方、采用耐磨的混镶金刚石热压镶嵌齿作为切削齿、优化了钻头的切削结构、采用CFD软件进行钻头水力结构模拟与优化，研制了混镶金刚石钻头(NR826M)。所设计的钻头在金3井共使用了3只，总进尺784．69m，钻头平均机械钻速1．03m／h，单只钻头最高进尺295．03m，钻头寿命是牙轮钻头的6．5倍，机械钻速是牙轮钻头的1．5倍，为该井

2、缩短了钻井周期40天，降低了钻井施工成本，也为该地区同类地层的钻头选型提供了更多的选择。关键词：混镶金刚石钻头；泥岩砂砾岩互层；钻头设计；水力优化；金3井中图分类号：P634．41文献标识码：A文章编号：1672—7428(2014)02—0045—03DesignandApplicationofMixSettingDiamondBitforWdlJin一3／LIANGTao，ZHAOYi(BeijngInstituteofExplo—rationEngineering，Beijing100083，China)Abstract：WellJin一3isintheNortheastofChi

3、na．AimedatShaheziFmofcompactmudstone，soft—hardinterbeddedfor-mations，strongabrasive，lowROPandshortservicelifeofbit，throughimprovingmatrixformula，takingwearresistantsurfacesetnaturMdiamondandimpregnatedsyntheticdiamondinlaidteethbyhotpressingascuttingteeth，optimizingthecuttingstructureofthebit，sim

4、ulatingandoptimizingthebithydraulicstructurebyCFDsoftware，thenewmixsettingdia-mondbit(NR826M)wasdeveloped．Thetotalfootagereached784．69minwellJin一3witllo43thisnewlydesignedbits，theaverageROPWas1．05m／h，thehighestfootageofonebitWas295m；theservicelifeandtheROPwere6．5timesand1．5timeshigherthanthoseofr

5、ockbitrespectively．whichshortensdrillingcyclefor40dayswiththereductionofdrill·ingcost，andprovidesmorechoicesforbitselectioninthesimilarstrataofthisarea．Keywords：mix—settingdiamondbit；mudstoneandconglomerate；bitdesign；hydraulicoptimization；wellJin一3在油气勘探开发领域中，目前牙轮钻头和PDC41m，且钻头磨损严重，牙轮钻头断齿、碎齿经常发钻头因其

6、高效、寿命长而得到广泛应用，但对于一些生，严重的时候导致牙掌掉落造成井下事故，严重影在常压下脆性岩石向塑脆性岩石或硬塑性致密岩石响钻井效率，并带来巨大的经济损失。针对东北金转化且存在泥岩、页岩和砂砾岩夹层的地质结构复3井沙河子组泥岩砂砾岩互层地层，进尺速度慢，钻杂的深部地层，牙轮钻头表现为钻进速度慢，纯钻进头寿命短的问题，根据这一井段的岩性特点，结合金时间短；PDC钻头表现为进尺慢甚至不进尺，往往刚石钻头碎岩机理，设计了NR826M金刚石全面钻需要数只甚至十余只牙轮钻头或PDC钻头才能钻头。达目的层，有时还可能造成牙轮的脱落，均存在效率低、寿命短、成本高及成功率低的缺点。没有有效的1NR

7、826M混镶金刚石钻头设计碎岩工具提高在上述深部复杂地层的机械钻速，缩1．1胎体配方优化短钻井周期，一直是困扰钻井工作者的技术难点。通过对常规的胎体粉末添加一定量的稀土La金3井是位于吉林省梨树县的一口勘探井，该来改善胎体的力学性能和均匀度，同时提高金属胎井地处松辽盆地梨树断陷，设计井深4450m。该井体对金刚石的包镶能力。改进后的胎体硬度低、抗营城组底部、沙河子组地层岩性为致密泥岩、砂砾岩冲击性强、金刚石包镶良好，在钻进坚硬致密地