浅谈PDC钻头的使用课件

浅谈PDC钻头的使用

作者：李炳任、张健

（30530钻井队）

浅谈PDC钻头的使用

作者：李炳任、张健

（30530钻井队1摘要：随着钻井工艺的不断完善和钻井技术的不断更新，优质高效成为石油钻井的主旋律。近年来，大量的技术进步使PDC钻头在钻头市场上占有重要份额，而且其份额还在不断增长,PDC钻头使用逐渐普及.因此，PDC钻头的合理使用，将成为提高钻速、降低成本、增加效益的重要环节。

摘要：随着钻井工艺的不断完善和钻井技术的不断更新，优质高效成2关键词：PDC钻头优选使用

关键词：PDC钻头优选使用

3

今年，我们选择了PDC钻头及复合定向钻井技术。通过使用我们认为：PDC钻头的优点很多。PDC钻头机械转速高，耐磨性非常强，寿命长，极大的提高了钻井时效；钻进时钻压小，不容易井斜且降低钻具事故，提高钻具的使用寿命等。

今年，我们选择了PDC钻头及复合定向钻井技术。通过使4一.PDC钻头的技术优点一.PDC钻头的技术优点5

首先是采用了抗研磨性和抗冲击性更好的人造金刚石材料；其次是聚晶金刚石薄片与碳化钨圆片接触面的几何形状也更合理；最后是PDC钻头的热稳定性很好，热稳定极限可以达到1150℃。PDC钻头的破岩机理就是剪切。剪切作用在破岩时起主要作用。首先是采用了抗研磨性和抗冲击性更好的人造金刚石材料；6二.PDC钻头的优选

二.PDC钻头的优选7

选择PDC钻头主要取决于所钻岩层的特性，还有如钻进能力（钻速）、水马力、导向能力和耐磨性等。PDC钻头主要应用于软至中硬地层的钻进，钻头钻井过程中会产生大量的岩屑。水力能量对于钻头的清洗和冷却是必不可少的，水力能量的利用效率是影响钻头机械钻速的最重要因素之一。钻头与地层作用的结构分为3部分：切削结构，主动保径和被动保径。PDC钻头的钻进能力无疑是影响钻井成本最重要的因素。

选择PDC钻头主要取决于所钻岩层的特性，还有如钻进能力（钻8PDC钻头切削件的特性、后耙角、切削件排布、切削件的数量和尺寸是影响钻头钻进能力的主要参数。通常，减小切削件的后耙角可以提高钻速，但切削件的抗冲击能力下降。抗压强度、研磨性和孔隙压力是影响选择钻头的主要因素。总之要根据所钻地层和钻井条件选择切削件的数量和尺寸。

PDC钻头切削件的特性、后耙角、切削件排布、切削件的数量和尺9三.合理的使用PDC钻头可降低费用，节约成本

三.合理的使用PDC钻头可降低费用，节约成本10我队使用的PDC是胜利产的五刀翼φ222.3P5263MF钻头，喷嘴直径10*10*10*10*10*11。在桐31-26井中，使用地层为环河至洛河，由于经验不足致使机械钻速为21.5米/小时，在桐30-24井，使用PDC钻头复合钻进，使用地层为环河至洛河，机械钻速为41.39米/小时。但在庄74-29井组中，庄74-29井，使用PDC钻头常规钻进，机械钻速为33.91米/小时，庄75-30井使用PDC钻头复合钻进，机械钻速为31.92米/小时。

我队使用的PDC是胜利产的五刀翼φ222.3P5263MF钻11只要运用合理的钻井参数及良好的钻井液，常规钻进并不比复合钻进机械钻速低，而且还可以降低螺杆费用，节约成本。

只要运用合理的钻井参数及良好的钻井液，常规钻进并不比复合钻进12在庄77-31井中，二开后直井段，使用PDC钻头钻进，进入洛河底界后，密切注意钻时变化，如果发现钻时一旦变慢或有严重连续蹩跳现象，则立即起钻，最后PDC钻头正常穿过安定、直罗,进入延安；在直罗地层钻时为1-2米/分种，在延安地层钻时为2-3米/分钟，在以往使用三牙轮钻头，延安地层钻时为5-7分钟。使用PDC钻头使得钻井周期为8天9小时，使我队的钻井周期明显缩短。PDC钻头的使用获得了成功，

在庄77-31井中，二开后直井段，使用PDC钻头钻进，进入洛13

可以由表1和表2看出PDC钻头的机械钻速高于普通三牙轮钻头，使用寿命长，使用井段长，避免中途起下钻换钻头，节约了时效；目前我队的这只PDC钻头共使用6口井，总进尺4327米,目前钻头新度75%，还可以继续使用。

可以由表1和表2看出PDC钻头的机械钻速高于普通三牙轮钻14PDC钻头使用钻头使用统计表（表1）

井号 井深 进尺（米） 纯钻时间（时） 机械钻速 对应地层 钻压（KN） 钻速（转/分） 排量（L） 泵压（MPa）

桐30-26 162-491 329 15:30 21.22 环河 70 60 30 5.5

491-760 269 15:30 17.35 华池 70 60 30 6

桐30-26A 158-580 422 15:30 27.22 环河 40 60 30 7.5

580-770 190 8:00 23.75 华池 40 复合 30 7.5

770-950 180 8:00 22.5 洛河 50 复合 30 7.5

桐30-24 157-570 413 8:30 48.59 环河 40 复合 30 8

570-810 240 8:00 30 华池 40 复合 30 8

庄74-29 250-450 200 6:00 33.33 环河 80 60 30 6.5

450-640 190 5:30 34.54 华池 80 60 30 6.5

庄75-30 241-440 199 6:00 33.16 环河 50 复合 30 7.5

440-640 200 6:30 30.77 华池 50 复合 30 7.5

640-965 325 13:00 25 洛河 50 复合 30 7.5

庄77-31 257-450 193 8:00 24.12 环河 80 60 30 5.5

450-650 200 8:30 23.53 华池 100 60 30 5.5

650-950 300 10:30 28.57 洛河 80 60 30 5.5

950-1060 110 6:00 18.33 安定 100 60 30 5.5

1060-1290 230 8:30 27.05 直罗 100 60 30 5.5

1290-1427 137 6:30 21.07 延安 100 60 30 5.5PDC钻头使用钻头使用统计表（表1）

井号15

三牙轮钻头使用统计表（表2）

井号 钻头类型 井深 进尺（米） 纯钻时间（时） 机械钻速 对应地层 钻压（KN） 钻速（转/分） 排量（L） 泵压（MPa）

西37-028 SHT22R 284-1100 816 34:00 24 环河、华池、洛河 150 60 30 7

西38-028 SKH447G 288-750 462 17:30 26.4 环河、华池 150 60 30 7

SKH447G 862-1611 701 42:00 16.69 洛河、安定、直罗 180 60 30 7.5

西31-021 SKH447G 218-1220 1002 60:00 16.7 环河、华池、洛河、安定、直罗 170 60 30 6

西29-023 SKH447G 219-1050 831 33:00 25.18 环河、华池、洛河 150 60 30 6

SKH447G 1170-1509 339 16:00 21.6 安定、直罗 150 60 30 6

西29-024 SKH447G 214-938 724 33:30 21.61 环河、华池、洛河 150 60 30 6

CQB517 998-1770 772 57:00 13.54 安定、直罗 200 60 30 7

西30-022 SKH447G 216-1130 914 49:30 18.46 环河、华池、洛河 150 60 30 7

SKH447G 1170-1412 242 11:00 22 安定、直罗 200 60 30 7

西31-022 CQA517 224-790 566 35:00 16.17 环河、华池 180 60 30 7 三牙轮钻头使用统计16四.使用PDC钻头应注意以下几点四.使用PDC钻头应注意以下几点171．在钻头接近井底时将泵的排量开到最大，而后启动转盘，将转速控制在30～60rpm。缓慢下钻直至钻头接触井底。1．在钻头接近井底时将泵的排量开到最大，而后启动转盘，将转速182．新的井底形成后，就可以平缓、均匀地增加钻压直至达到正常钻进时的钻压水平。对于极软地层，该钻压与起始钻压非常接近。对于较硬的地层，钻头磨合形成新井底将花费较长的时间，最终的正常工作钻压也较高。最佳的钻压值应该是：当钻压达到此值后，钻头的机械钻速ROP不再随着钻压新的增加而增加，或钻头扭矩已达到极限扭矩值。2．新的井底形成后，就可以平缓、均匀地增加钻压直至达到正常钻193.钻头的最佳转速应该是：当转速达到此值后，钻头的机械钻速ROP不再随着转速新的增加而增加，或钻头扭矩已达到极限扭矩值。通常情况下，钻头在较软的岩石中钻进时的机械钻速ROP对转速的变化更加敏感。对于较硬、研磨性较强的地层，高的钻头转速易导致切削齿提前磨损失效。因此，及时监测钻头钻速ROP随转速RPM的变化情况是很重要的，这样我们可以在最低的转速下达到预期的机械钻速。3.钻头的最佳转速应该是：当转速达到此值后，钻头的机械钻速R20

4．当钻遇岩性变化的地层时，应连续监测和调整钻压和转速，以达到最优的钻头寿命