底礫巖地層PDC鉆頭損壞機(jī)理及鉆頭優(yōu)化設(shè)計(jì)研究.pdf

1、PDC鉆頭在軟到中等硬度地層中具有很好的破巖性能,機(jī)械鉆速高,使用壽命長(zhǎng),鉆井工作效率得到了大幅提升,綜合經(jīng)濟(jì)效益顯著,因而在鉆井工程中得到了廣泛應(yīng)用。但是由于PDC鉆頭對(duì)于使用地層和工作條件敏感性強(qiáng),在礫巖層及軟硬交錯(cuò)等非均質(zhì)地層中未能取得良好的使用效果,因此有必要針對(duì)礫巖層的地層性質(zhì),研究其損壞機(jī)理以便于優(yōu)化設(shè)計(jì)PDC鉆頭,進(jìn)而提高其使用范圍。
　　 本文根據(jù)含礫石層的實(shí)際地層性質(zhì),分析了在礫巖層PDC鉆頭的主要失效形式、損

2、壞機(jī)理及影響鉆頭損壞的主要影響因素,提出了改進(jìn)PDC鉆頭礫巖鉆進(jìn)性能的途徑:結(jié)合室內(nèi)實(shí)驗(yàn)及測(cè)井資料、鉆完井資料,得到了渤北地區(qū)地層可鉆性、抗壓強(qiáng)度、研磨性與測(cè)井資料的關(guān)系模型及渤海灣北部地區(qū)地層特性數(shù)據(jù)庫(kù);通過(guò)單齒切削含礫巖樣實(shí)驗(yàn),研究了礫石直徑、膠結(jié)強(qiáng)度、切削深度、切削齒尺寸及后傾角等因素對(duì)切削齒沖擊載荷的影響規(guī)律,為鉆頭切削齒尺寸和后傾角設(shè)計(jì)提供理論依據(jù);針對(duì)礫巖地層鉆頭的損壞機(jī)理,結(jié)合渤北地區(qū)地層特性分析及單齒切削實(shí)驗(yàn)結(jié)果,通過(guò)P