三原水井金剛鉆頭硬度

來源: 發(fā)布時間:2021-11-08

    展現(xiàn)了PDC鉆頭在石油、天然氣鉆井市場的光明前景。但因鉆頭成本過高及售價昂貴,其應(yīng)用主要在新疆地區(qū)油田及海洋油田鉆井中推廣。1988年鄭州三磨所自主研制的價格十分低廉的PDC投放市場后,加速了我國PDC鉆頭國產(chǎn)化的步伐,先后出現(xiàn)了江漢鉆頭廠鉆井研究所、大港石油總機廠、勝利油田鉆井院、大慶石油管理局鉆頭廠等一批PDC鉆頭制造廠,完全國產(chǎn)化的PDC鉆頭在大慶油田、中原油田、大港油田、勝利油田、遼河油田、吉林油田等地區(qū)得到了推廣和普及。大慶油田由于20世紀90年代初國產(chǎn)PDC的性能還不令人滿意以及部分鉆頭廠家鉆頭設(shè)計與制造水平相對較低,鉆井效果尚不太理想,直到鄭州新亞復(fù)合超硬材料有限公司投產(chǎn)后,在PDC制造技術(shù)上堅持不懈地進行研究和創(chuàng)新,產(chǎn)品的規(guī)格與國外產(chǎn)品一致,產(chǎn)品的質(zhì)量及可靠性提高,才基本上滿足國內(nèi)外鉆頭客戶用于鉆進軟一中硬地層鉆頭的技術(shù)要求,目前該公司主要致力于開發(fā)適合于硬地層、夾層、深井等難攻地層鉆頭用的PDC。另外,在鉆頭制造方面,除川石一克里斯坦森金剛石鉆頭公司、新疆帝陛艾斯鉆頭工具公司外。在具體的鉆井工作中科學(xué)選擇鉆頭、合理確定鉆井液。三原水井金剛鉆頭硬度

    是一種***的切削工具與耐磨工具材料,現(xiàn)已***地應(yīng)用于金屬與非金屬切削刀具、木材加工刀具、石油與天然氣鉆頭等許多領(lǐng)域。PDC研發(fā)及其在石油、天然氣鉆頭方面的應(yīng)用歷史已過去了35年,在這漫長的旅程中許多科學(xué)研究者為此作出了杰出的貢獻。硬質(zhì)合金在PDC研發(fā)方面,GE公司1970年公布,1972~1973年正式進行商品化生產(chǎn)的Compax具有劃時代意義,而該公司1976年叉推出了**于石油、天然氣的PDC系列產(chǎn)品——Stratapax鉆井鉆頭用PDC,為鉆頭的研制提供了良好的基礎(chǔ)。自此以后許多PDC制造公司在技術(shù)創(chuàng)新上也取得了重大進展,其中美國合成公司(USSynthetic)制造的金剛石層更厚、更耐沖擊的PDC于20世紀90年代中期進入鉆井市場后,使PDC鉆頭的鉆井效果***提高。1997年該公司即成為了市場份額的***。我國鄭州三磨所于1987年研制成功PDC并逐步進入鉆井市場,雖然產(chǎn)品性能還不完美,但其卻以極低廉的價格贏得了我國剛起步的鉆頭制造業(yè)的青睞。1992年鄭州新亞復(fù)合超硬材料有限公司建成投產(chǎn)后,對PDC的制造技術(shù)作了持續(xù)不斷的改進,使PDC的性能有了長足的進步。油田PDC石油、天然氣鉆頭的開發(fā)與應(yīng)用也可追溯到30多年前。三原水井金剛鉆頭硬度鉆探速度、鉆井成本方面產(chǎn)生著巨大的影響。

    為了平衡垮塌而提高鉆井液密度,導(dǎo)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(chǎn)生的“壓持效應(yīng)”使機械鉆速降至;二疊系的龍?zhí)督M、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(fā)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(tǒng)復(fù)雜,從負壓到異常高壓相互交錯,具有縱向上壓力系統(tǒng)的多樣性和橫向上壓力系統(tǒng)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(chǎn)層??紫缎詺獠貕毫σ?guī)律性較清楚,基本表現(xiàn)為常壓,能實現(xiàn)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(zhì)運動的強弱及巖石本身的強度·規(guī)律性差,很難預(yù)測。鉆井時按有裂縫存在而采用高密度鉆井液鉆進。導(dǎo)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(fēng)險很大。陽新組、長興組兩個高壓產(chǎn)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(qū)大于~3/4,由于井斜因素導(dǎo)致鉆壓加不上。

    1976年12月GE公司推出了鉆頭**PDC系列產(chǎn)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(xiàn)在,PDC制造廠對PDC進行了一系列的改進與創(chuàng)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(chuàng)新高,他們與石油公司一起積極開發(fā)了一系列新型PDC鉆頭,改善了使用效果與擴大了使用領(lǐng)域。90年代起,從鉆頭水力學(xué)角度出發(fā),通過完善鉆井泥漿以控制頁巖中鉆頭泥包現(xiàn)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(fā)展是Amoco公司發(fā)現(xiàn)了在一般情況下還包括儲油補償系統(tǒng)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(xiàn)破碎巖石的目的,從而能夠提升鉆井速度。更與鉆頭和地層之間的相互匹配程度有關(guān)?。

    如石灰?guī)r、白云巖)、輕微研磨性地層的取芯或***鉆進鉆頭。自90年代國產(chǎn)PDC大規(guī)模生產(chǎn)之后,聚晶人造金剛石逐漸退出了鉆井市場,被PDC***取代。石油、天然氣鉆井用PDC鉆頭的研發(fā)與應(yīng)用經(jīng)歷了一個相當(dāng)長的時間,早期PDC的抗沖擊性不高、存在分層現(xiàn)象,加上鉆頭設(shè)計制造方面存在問題及石油、天然氣鉆井具有風(fēng)險性,占據(jù)鉆井市場較大份額的牙輪鉆頭制造廠商表現(xiàn)不是那么積極,因此PDC鉆頭的研發(fā)和應(yīng)用遇到了較大的困難與阻力。美國在1973~1975年間采用GE公司生產(chǎn)的×、金剛石層為(Compax)焊接到硬質(zhì)合金齒柱上再安裝到鋼體鉆頭上進行試驗,大量的原始試驗數(shù)據(jù)表明:PDC可取代用于鉆進**硬和磨蝕性很高的巖石的表鑲鉆頭上的天然金剛石。但考慮到PDC的結(jié)構(gòu)與性能特點以及石油、天然氣地層大都為軟一中硬地層,于是鉆頭制造廠商把PDC應(yīng)用重點放到了具有重大市場前景的石油鉆井市場。美國Tulsa大學(xué)鉆井研究中心參與了**初的平面PDC鉆頭設(shè)計,并對PDc本身進行了關(guān)鍵性試驗。在此期間GE公司在南得克薩斯州、科羅拉多州、猶他州、上密歇根州進行了4只PDC鉆頭的試驗,暴露了PDC柱齒、鉆頭設(shè)計與制造方面的一些問題。取芯鉆頭初期試驗存在的問題解決后。同時延長運動時間,這種方法消耗的熱量更多。秦都區(qū)三角金剛鉆頭調(diào)整

以不同的鉆進方式為根據(jù)對鉆頭進行分類。三原水井金剛鉆頭硬度

    又涌現(xiàn)了一批具有高質(zhì)量水平的鉆頭制造公司:如成都百施特金剛石鉆頭公司、武漢億斯達工具公司、成都迪普金剛石鉆頭公司及四川川石金剛石鉆頭公司等。可以相信,不久的將來,國產(chǎn)PDC鉆頭的使用效果及應(yīng)用領(lǐng)域會隨著PDC品質(zhì)的改善以及鉆頭設(shè)計、制造水平的提高而迅速進步。當(dāng)今,在世界鉆井市場上,在鉆頭制造技術(shù)與生產(chǎn)數(shù)量上占主導(dǎo)地位的**公司有休斯(BakerHughes)公司、DBS(HaIliburton的SecarityDBS)公司、史密斯(SmithInternational)公司以及瑞特(HycalogTool—Reed)公司四家[6]。鉆頭鉆速影響因素編輯語音1)地層沉積年代遠,地層硬度高、不均質(zhì),部分層段研磨性高。燧石結(jié)核厚度在500m以上的自流井組,泥頁巖,砂巖互層,砂泥巖致密,硬度高,須家河段為泥巖夾石英砂巖,硅質(zhì)膠結(jié),巖石硬度達7級;二疊系陽新統(tǒng)地層巖石可鉆性級值為~,巖石軟硬變化大,因高圍壓作用,二疊系灰?guī)r硬度高出三疊系3倍以上,且央帶燧石結(jié)核,煤及黃鐵礦[7]。2)井眼不穩(wěn)定。井眼川東高陡構(gòu)造井的上部沙溪廟組一珍珠沖組地層(井深0~2500m),巖性主要是砂,泥、頁巖互層。由于巖石水敏性強以及高陡構(gòu)造的地應(yīng)力聯(lián)合作用,使井眼很容易失穩(wěn),井壁嚴重坍塌。三原水井金剛鉆頭硬度

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