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题名大齿快切PDC钻头提速研究与现场试验
被引量：8
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作者
刘维
高德利
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机构
中国石油大学(北京)石油工程教育部重点实验室
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出处
《天然气工业》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第9期102-110,共9页
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基金
国家自然科学基金创新研究群体项目“复杂油气井钻井与完井基础研究”(编号:51821092)
国家自然科学基金石油化工联合基金项目“页岩和致密油气田高效开发建井基础研究”(编号:U1762214)
+1 种基金
中国石油大学(北京)科研启动基金项目“高效钻头的研究”(编号:ZX20190065)
中国石油大学(北京)—深圳市海明润超硬破岩材料股份有限公司超硬破岩材料联合研究中心项目(编号:HMR2110001)。
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文摘
目前大于?19 mm的PDC切削齿(以下简称“超大齿”)已在国外获得较好的钻井提速效果,但在国内钻井工程中尚未应用,国内PDC钻头依然采用?13~19 mm常规尺寸的切削齿。为了明确超大齿的破岩效果、耐用性及应用前景,通过理论分析、室内实验、现场试用等方法,系统开展了超大齿(?22 mm)破岩效果及耐用性研究,并在中国石化胜利油田进行了一系列的现场应用试验。研究结果表明:(1)与?16 mm、?19 mm等常规尺寸的切削齿相比,?22 mm PDC切削齿出刃大、吃入深,有利于产生大体积破碎,具有较好的提速潜力;(2)与相同基材及相同制备工艺的?16 mm PDC切削齿相比,?22 mm切削齿的耐磨性稍差,但抗齿尖冲击韧性更好;(3)?22 mm PDC钻头在现场试用中取得了机械钻速快(43.12 m/h)、日进尺高(820 m)的优异提速效果,并展现出足够的耐用性;(4)?22 mm PDC切削齿能够满足可钻性较好地层的提速需求,例如?241.3 mm、?311.2 mm、?444.5 mm等大尺寸井眼,但尚不适用于深部复杂难钻地层。随着钻井深度增加,地层压实致密,钻遇复杂岩性地层增多,超大齿的破岩效果将随之降低,此时“大齿快切”就不如“小齿密刮”。结论认为,?22 mm等超大尺寸PDC切削齿在可钻性较好地层的钻井提速潜力较大,建议大力推广应用。
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关键词
PDC钻头
超大齿
大齿破岩
钻井提速
破岩机理
地层适配性
耐磨性
抗冲击韧性
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Keywords
PDC bit
Super large sized cutter
rock-breaking with large-tooth bit
ROP improvement
rock breaking mechanism
Formation suitability
Wear resistance
Impact toughness
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分类号
TE921.1
[石油与天然气工程—石油机械设备]
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