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钻头种类常用类介绍

变宝网09月03日讯

钻头种类有很多种类,以不同的钻进方式为根据对钻头进行分类,可以将其分为金刚石钻头、牙轮钻头与刮刀钻头,这三种钻头是最基本的钻头形式。下面小编大家去看看。

一、钻头种类(金刚石钻头与牙轮钻头)

金刚石

切削刃使用的是金刚石材料的钻进刀具就是金刚石钻头,金刚石钻头的主要优势在于能够适应研磨性较高、地质较硬的地层,切割性能也比较优良。在高速钻探方面具有非常显著的优势。

以所适应地层的差异为根据,可以将金刚石钻头分为普通金刚石钻头、聚晶金刚石复合片钻头两大类。在这两大类之中,普通金刚石钻头适用于研磨性较高、地质较硬、地质复杂的地层;聚晶金刚石复合片钻头能够被广泛的应用于硬质地层、软质地层、软硬适中的地层,其应用范围十分广泛。刀片的不同是这两种金刚石钻头的主要差别所在。

聚晶金刚石复合片钻头主要有四个组成部分,即金刚石复合片、喷嘴、胎体以及钻头体;普通金刚石钻头主要有四个组成部分,即金刚石颗粒、喷嘴、胎体以及钻头体。因为金刚石钻头的切割性能比较优良,因此在选择金刚石钻头当做石油钻井工具时,能够高速钻探,也能够在一定程度上扩大钻深。在使用金刚石钻头进行石油钻井作业的过程中,需要高度注意的有以下几个方面:

第一,金刚石钻头的格比较高,因此在使用时应小心操作,降低损坏程度;

第二,金刚石钻头在热稳定性方面具有一定的缺陷,因此在使用时要保证钻头的冷却性能、清洗情况;

第三,其质地比较脆,因此金刚石钻头的抗冲击性能会比较差,应该严格按照金刚石钻头的相关规程来进行严格的、规范的操作。

牙轮

以牙轮钻头的结构为依据,可以将其分为水眼、轴承、巴掌、牙轮以及钻头体这五个部分。如果是密封喷射式的牙轮钻头,在一般情况下还包括储油补偿系统这一部分。螺纹一般会在牙轮钻头的上部,钻柱与螺纹进行相互连接,钻头下部会存在牙轮,其上带有三个巴掌,牙轮轴上装上牙轮,牙轮轴与各个牙轮之间装有轴承,牙轮

会通过其自身所带的切削齿进行破碎岩石工作。钻井液的通道就是钻头的水眼。在进行石油钻井工作的过程中,通过钻进过程中的横向剪切作用、纵向振动作用,牙轮钻头会实现破碎岩石的目的,从而能够提升钻井速度。

钻头种类常用类介绍

在选择牙轮钻头当做石油钻井工具时,需要按照钻井设备的实际情况、地层的实际条件以及相邻油井的地质资料、地层资料来进行牙轮钻头的选型。在进行选择时,需要考虑的问题主要有以下几点:

首先,应考虑钻井地层中的软硬交错情况是否存在;其次,应考虑在石油钻井工作中是否需要防斜钻进、曲线作业;

再次,应考虑同一油井中的不同钻进井段的实际深浅情况;

最后,应考虑钻井地质、地层的可研磨性以及软硬程度。

二、钻头钻速影响因素

1)  地层沉积代远,地层硬度高、不均质,部分层段研磨性高。

厚度在500m以上的自流井组,泥页岩,砂岩互层,砂泥岩致密,硬度高,须家河段为泥岩夹石英砂岩,硅质胶结,岩石硬度达7级;二叠系阳新统地层岩石可钻性级为4.7~7.5,岩石软硬变化大,因高围压作用,二叠系灰岩硬度高出三叠系3倍以上,且央带燧石结核,煤及黄铁矿。

2)井眼不稳定。

川东高陡构造井的上部沙溪庙组一珍珠冲组地层(井深0~2500m),岩性主要是砂,泥、页岩互层。由于岩石水敏性强以及高陡构造的地应力联合作用,使井眼很容易失稳,井壁严重坍塌。为了平衡垮塌而提高钻井液密度.导致机械钻速大幅降低,如天东26井在沙溪庙组、自流井组地层钻井中钻井液密度提至1.35~1.63g/cm3,由高液柱压力产生的“压持效应”使机械钻速降至0.96m/h;二叠系的龙潭组、梁山组也极易垮塌。

3)地层倾角大,地层倾角8~55。,最高达85。,容易发生地层自然造斜。

为了控制井斜往往采取轻压吊打的措施,从而大大降低了钻井速度。

4)地层压力系统复杂,从负压到异常高压相互交错,具有纵向上压力系统的多样性和横向上压力系统相对独立性。

碳酸盐岩气藏有裂缝性、孔隙性和裂缝一孔隙性3类产层。孔隙性气藏压力规律性较清楚,基本表现为常压,能实现平衡钻井,如川东石炭系、长兴生物礁等。而裂缝性气层压力依赖于地质运动的强弱及岩石本身的强度·规律性差,很难预测。钻井时按有裂缝存在而采用高密度钻井液钻进。导致过平衡影响机械钻速,但采用低密度钻井液快速强钻,突遇裂缝井喷的风险很大。阳新组、长兴组两个高压产层,由于压力梯度高,岩石硬度大,并且地层深度深,钻井液密度通常为1.50g/cm3;(云安6井最高压力梯度达2.45MPa/hm,钻井液密度2.41g/cm3),致使钻速长期徘徊在1.00m/h左右。

5)大尺寸井眼长。

川东地区大于311.Imm井眼的井段约占总进尺的1/2~3/4,由于井斜因素导致钻压加不上。in头钻压一般只能加到120~180kN,转速一般为60r/min。大尺寸井眼钻头破岩体积大,如in钻头的破岩体积为8Min钻头破岩体积的4.24倍,in钻头的破岩体积为in钻头的2.08倍。显然钻头在井底的机械破岩能严重不足,牙齿很难吃入地层.破岩方式主要以研磨为主,而不是体积破碎,导致钻头破岩效率很低。由于井眼尺寸大、井深,实际环空返速在0.8m/s以下,水力能也严重不足,导致井底清洗效果差,岩屑重复破碎;同时,深井钻井经验表明,随着大尺寸井段的加深.牙轮钻头的蹩跳现象尤为突出,钻头在井底的有效钻进时间不到50%,也严重影响了机械钻速的提高。

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