1973年Tulsa大學鉆井研究中心與GE公司所進行的**初的平面PDC鉆頭設計以及在美國幾大油田進行的幾次現場鉆井試驗具有開創性、里程碑性的重大意義。自此以后,鉆頭制造商也不斷在鉆頭設計、制造與使用諸多方面作了不懈的努力和持續的改進,才得以使PDC鉆頭在石油、天然氣鉆井中***推廣,并給PDC及其鉆頭制造業、石油與天然氣開采業帶來豐厚的經濟回報。1985年我國四川石油管理局與美國克里斯坦森(EastmanChristensen)公司合資建立了川石一克里斯坦森金剛石鉆頭公司。1994年新疆石油管理局與Halliburtos的secarityDBS公司合資建立在一般情況下還包括儲油補償系統這一部分。螺紋一般會在牙輪鉆頭的上部,鉆柱與螺紋進行相互連接,鉆頭下部會存在牙輪,其上帶有三個巴掌,牙輪軸上裝上牙輪,牙輪軸與各個牙輪之間裝有軸承,牙輪會通過其自身所帶的切削齒進行破碎巖石工作。鉆井液的通道就是鉆頭的水眼。在進行石油鉆井工作的過程中,通過鉆進過程中的橫向剪切作用、縱向振動作用,牙輪鉆頭會實現破碎巖石的目的,從而能夠提升鉆井速度。在選擇牙輪鉆頭當做石油鉆井工具時,需要按照鉆井設備的實際情況、地層的實際條件以及相鄰油井的地質資料、地層資料來進行牙輪鉆頭的選型。以不同的鉆進方式為根據對鉆頭進行分類。楊陵區三角牙輪鉆頭結構
1976年12月GE公司推出了鉆頭**PDC系列產品Stratapax,其性能有所改進,更耐沖擊,也更有利于固定到鉆頭體上。與此同時DiamantB0art公司在波斯灣和北海鹽巖中、Christensen公司在北海也進行了一些較為成功的PDC鉆頭試驗。通過上述初步探索性試驗之后,80年代末一直到現在,PDC制造廠對PDC進行了一系列的改進與創新,使PDC的各項性能得到了很大提高,而各大鉆頭公司隨著能源市場的景氣、原油價格的不斷創新高,他們與石油公司一起積極開發了一系列新型PDC鉆頭,改善了使用效果與擴大了使用領域。90年代起,從鉆頭水力學角度出發,通過完善鉆井泥漿以控制頁巖中鉆頭泥包現象獲得了成功,使解決鉆進頁巖夾層存在的問題獲得了突破性進展。PDC鉆頭的**大發展是Amoco公司發現了在一般情況下還包括儲油補償系統這一部分。螺紋一般會在牙輪鉆頭的上部,鉆柱與螺紋進行相互連接,鉆頭下部會存在牙輪,其上帶有三個巴掌,牙輪軸上裝上牙輪,牙輪軸與各個牙輪之間裝有軸承,牙輪會通過其自身所帶的切削齒進行破碎巖石工作。鉆井液的通道就是鉆頭的水眼。在進行石油鉆井工作的過程中,通過鉆進過程中的橫向剪切作用、縱向振動作用,牙輪鉆頭會實現破碎巖石的目的,從而能夠提升鉆井速度。楊陵區三角牙輪鉆頭結構鉆頭的合理選型對提高鉆進速度、降低鉆井綜合成本起著重要作用。
聚晶金剛石復合片鉆頭能夠被***的應用于硬質地層、軟質地層、軟硬適中的地層,其應用范圍十分***。刀片的不同是這兩種金剛石鉆頭的主要差別所在。聚晶金剛石復合片鉆頭主要有四個組成部分,即金剛石復合片、噴嘴、胎體以及鉆頭體;普通金剛石鉆頭主要有四個組成部分,即金剛石顆粒、噴嘴、胎體以及鉆頭體。因為金剛石鉆頭的切割性能比較優良,因此在選擇金剛石鉆頭當做石油鉆井工具時,能夠高速鉆探,也能夠在一定程度上擴大鉆深。在使用金剛石鉆頭進行石油鉆井作業的過程中,需要高度注意的有以下幾個方面:聚晶金剛石***,金剛石鉆頭的價格比較高,因此在使用時應小心操作,降低損壞程度;第二,金剛石鉆頭在熱穩定性方面具有一定的缺陷,因此在使用時要保證鉆頭的冷卻性能、清洗情況;第三,其質地比較脆,因此金剛石鉆頭的抗沖擊性能會比較差,應該嚴格按照金剛石鉆頭的相關規程來進行嚴格的、規范的操作[5]。鉆頭牙輪牙輪鉆頭以牙輪鉆頭的結構為依據,可以將其分為水眼、軸承、巴掌、牙輪以及鉆頭體這五個部分。如果是密封噴射式的牙輪鉆頭,在一般情況下還包括儲油補償系統這一部分。螺紋一般會在牙輪鉆頭的上部,鉆柱與螺紋進行相互連接,鉆頭下部會存在牙輪。
各鉆頭制造廠從鉆頭設計角度出發對布齒結構、刀翼結構、鉆頭剖面形狀等采用了一系列防偏擺設計技術,將旋轉偏擺程度降低到**小。此外,EastmanChristensen公司將Amoco的防偏擺產品實現了商品化,采用了穩定鉆頭工作裝置,使PDC在鉆進時降低導致其破壞的劇烈偏擺載荷,正式推出了防旋轉偏擺鉆頭,這種鉆頭在多層(非均質夾層)巖層鉆進中更為有利。此外,鉆頭冠部形狀也由平面狀變為3~8刀翼甚至更多刀翼(螺旋形)的西瓜皮狀。原油PDC鉆頭不斷提高與創新的另一原因是開發與應用了更為現代、更為復雜的計算機數據模型系統(CAD/CAM),并與實驗室驗證相結合,增加了鉆頭成功應用的把握。在我國,PDC鉆頭的開發因為受到PDC國產化的影響,相對美國要晚15年左右,在20世紀80年代中期,江漢鉆頭廠、大港總機廠鉆井研究所及北京石油大學等單位開始著手研發PDC鉆頭,1985年川石一克里斯坦森金剛石鉆頭公司與1990年新疆一帝陛艾斯鉆頭工具公司成立后分別引進了國外成熟的PDC鉆頭技術及后續新技術,并采用GE、DeBeers、USS公司生產的質量穩定可靠的PDC,它們制造的鉆頭在鉆井中均有***的表現,為我國PDC鉆頭的開發與應用迅速鋪平了道路。鉆探速度、鉆井成本方面產生著巨大的影響。
為了平衡垮塌而提高鉆井液密度,導致機械鉆速大幅降低,如天東26井在沙溪廟組、自流井組地層鉆井中鉆井液密度提至~3,由高液柱壓力產生的“壓持效應”使機械鉆速降至;二疊系的龍潭組、梁山組也極易垮塌。3)地層傾角大,地層傾角8~55°,**高達85°,容易發生地層自然造斜。為了控制井斜往往采取輕壓吊打的措施,從而**降低了鉆井速度。4)地層壓力系統復雜,從負壓到異常高壓相互交錯,具有縱向上壓力系統的多樣性和橫向上壓力系統相對**性。井噴碳酸鹽巖氣藏有裂縫性、孔隙性和裂縫一孔隙性3類產層。孔隙性氣藏壓力規律性較清楚,基本表現為常壓,能實現平衡鉆井,如川東石炭系、長興生物礁等。而裂縫性氣層壓力依賴于地質運動的強弱及巖石本身的強度·規律性差,很難預測。鉆井時按有裂縫存在而采用高密度鉆井液鉆進。導致過平衡影響機械鉆速,但采用低密度鉆井液快速強鉆,突遇裂縫井噴的風險很大。陽新組、長興組兩個高壓產層,由于壓力梯度高,巖石硬度大,并且地層深度深,鉆井液密度通常為3;(云安6井**高壓力梯度達,鉆井液密度3),致使鉆速長期徘徊在。5)大尺寸井眼長。巖屑川東地區大于~3/4,由于井斜因素導致鉆壓加不上。鉆頭是進行石油鉆井工作的重要工具之一。禮泉金屬牙輪鉆頭耗材
在鉆井過程中鉆頭是破碎巖石的主要工具。楊陵區三角牙輪鉆頭結構
隨著勞動力成本的持續增加,銷售對設備的自動化、智能化水平需求也越來越迫切。在這種背景下,智能制造正在成為行業新一輪轉型升級的突破口和重點。智能網聯是工程鉆頭工業未來發展的方向,是工業4.0的基本標志。因此,加快推進我國機械工業的數字化、智能化、網聯化是實現我國機械工業高質量發展的必然要求。人們對于環境的日益關注,反映了公眾對環境保護生產型的重視程度。據環保部發布的數據顯示,2015年,京津冀、長三角、珠三角區域及直轄市省會城市等74個城市空氣質量平均超標天數比例為39.7%。中國工程鉆頭產業雖然遭遇了持續性的低迷,但是從總的發展趨勢來看,伴隨我國各種利好政策的出臺及各地基礎設施建設項目的不斷上馬推進,我國的工程鉆頭發展前景是良好的、有保證的。楊陵區三角牙輪鉆頭結構
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