国外钻头新技术

石油机械CHINA PETROLEUM MACHINERY2006年第34卷第4期◆国外石油机械➢国外钻头新技术侯庆勇(胜利石油管理局钻井工艺研究院)摘要美国贝克石油工具公司、 休斯克里斯坦森公司、DPI-Reed Hycalog、 RBI-Gearhart 等公司近年来相继开发出许多钻头新技术。重点介绍新型PDC小井眼双心钻头、牙轮双心钻头、套管钻头、新型套管开窗铣钻工具和两翼满眼稳定器。这些新型井底钻井工具都有其独持之处,适应于套管开窗作业、双心钻井作业和套管钻井作业等各种场合,可提高钻井效率,值得借鉴。关键词钻头新技术发展水平近年来,国外许多钻头公司相继开发出许多钻间和费用。而且,这种铣钻工具能够适合任何造斜头新技术,主要包括PDC钻头、牙轮钻头、双心.装置,也能够作为-项独立的技术使用。钻头、套管开窗工具、套管钻头和稳定器等。这些这种铣钻工具在最近的RockyMountains项目新技术适应了当今新的钻井系统和不断变化的现场施工中,在0177.8mm套管3560m位置处开窗,环境的要求,为钻井行业解决许多难题。笔者重点然后在Dinwoody 地层内进行侧钻作业。以往用介绍新型套管开窗铣钻工具、套管钻头、两翼满眼IADC 6XX硬质合金镶齿( TCI)牙轮钻头。在这稳定器、牙轮双心钻头和新型PDC双心钻头。种地层开窗需要3次起下钻才能完成。而采用新型.铣钻工具1次使用就在10h内铣了1个3.7m长新型套管开窗铣钻工具.的窗口和钻了1个长3 m的导眼。在0244.5 mm套管内3187m测深处，只用15h,1趟钻铣了1个在对现有井眼进行侧钻作业中,套管铣鞋的金4.9 m长的窗口和钻出了1个5.5 m长的导眼。在属切削元件很快就能磨穿套管,然后起钻更换常规美国的某油井,使用外径为311 mm的铣钻工具、钻头钻出一个足够长的导眼,以使钻新地层之前定向工具组合和造斜器在x346mm套管内、测深旋转导向钻井总成能够全部下入导眼内。这-次额3627 m处(地层为盐层)，1趟钻铣了1个窗口和外的起下钻,可能耗费多达十几个小时甚至几十个钻了1个36.6m长的导眼,井眼从垂直增斜至4°。小时的时间,增加了作业费用。在这口深水井中,侧钻井段使用旋转导向总成在1美国贝克石油工具公司和休斯克里斯坦森公司个行程内完成。造斜时, MWD系统一般需要有至联合开发了一种名为PathMAKER的既可铣套管又少3°的井斜才能使高边对井斜作出反映。这次作可钻地层的新型套管开窗铣钻工具(图1),这种业省去了为增斜而进行的1次起下钻,节省了大量铣钻工具使用特殊的PDC切削齿,对金属和地层时间和费用。都能进行有效切削。套管钻头中国煤化工消除由井眼不稳定引图1新型套管开窗铣钻工具起的MYHCN M H C管钻井工艺,休斯克里这种铣钻工具特别设计的螺旋式布齿减小了振斯坦森公司专门开发了一种新的EZ套管钻头(图动，而大的流道设计保证了PDC切削齿的冷却,2),其特点是钻头体完全由合金钢材料组成，能增加了PDC切削齿的耐用性。因此,它能够在1够使高级的PDC切削齿固结在刀翼上,保证钻头次下钻中同底隗賊开窗和钻导眼两项作业,节省时高效地钻进地层或进行扩眼作业。这种钻头还采用2006年第34卷第4期侯庆勇:国外钻头新技术一75一1项专利技术,即在钻头端面的中心部位设置1个振动程度比邻井低。支撑块,起限制反扭矩的作用。在每-次进行套管/尾管钻井时,可对支撑块何时接触地层进行精确牙轮双心钻头调节,这样就能对工具面实施很好的控制，而且还能保持高的机械钻速。此外,这种钻头还开有1个RBI-Gearhart公司生产的高强度硬质合金镶齿的辅助水眼,在注水泥作业时打开,保证水泥以希望牙轮双心钻头能够满足- - 些特殊双心钻井作业要求。的速度排出套管, 减小堵塞。牙轮双心钻头的特点是在现场装配容易,如果牙轮需要更换,就可以直接就地完成。每一个牙轮总成都制作成标准规格,使其很容易地通过定位螺钉装配到双心钻头本体上。沿着螺钉和楔形块有12°的锥度,保证了牙轮总成不会振动。图2EZ套管钻头在AbuDhabi地区,1只6215.9mmEZC304新型PDC双心钻头套管钻头和带有旋转尾管悬挂器的o177.8 mm尾管组合对膨胀性Nahr Umr 页岩段进行了扩眼。这DPI-ReedHycalog公司开发了-种新型小井眼只钻头钻了大约915 m到达目标井深，然后注水( o0250.8 mm或更小)双心钻头(图3 ),它能减小泥。随后,又下了1只6171.5mm套管钻头和尾在切线段井斜角,增大对钻柱振动的抵抗能力,改管组合,对下面的垂直段、增斜段和水平段进行了善其磨损状况。这种钻头由导眼体、扩眼体和中扩扩眼,-直扩到井底后固完井为止。眼体组成。中扩眼体可提高其几何稳定性。为了使在南得克萨斯1口油井中,操作者处理循环液中扩眼体起到应有作用,导眼体和扩眼体之间的直漏失事故耗费了15d ,几次作业都未能将钻柱下到径差就必须足够大。但随着双心钻头直径的变小,目标井深,而用1只6215.9mmEZC304套管钻头这个直径差就越来越小,在导眼体和扩眼体之间就成功地钻到目标井深并且把尾管钻至井底。在墨西没有空间设置中扩眼体。为此, DPI - ReedHycalog哥湾首次进行尾管钻井时, 1只s165. 1 mm公司将中扩眼体设计成导眼体的一部分,使中扩眼.EZC304套管钻头首先扩眼403 m ,然后钻至井深.体的优点保存下来了,导眼体的直径也足够大。820m到井底。在中欧,操作者使用1只6152.4mm EZC306套管钻头钻坍塌砂岩, 保护了这一层段,成功钻至目标井深。两翼满眼稳定器图3新型 PDC小井眼双心钻头这种新型o215.9 mm x 0241.3 mm CSD + 322DPI - ReedHycalog公司开发了一种两翼满眼稳双心钻头在南得克萨斯某井使用,以8.53 m/h的定器,配合双心钻头使用。这种V型稳定器采用机械钻速钻完了全部井段的371.86 m,是同地区双心几何原理设计,它能通过一个较小直径的井双心钻头效果最好的。眼,可使钻柱在一个较大直径井眼内得到扶正,减上述新型井底钻井工具都有其独特之处,适应于双心钻井作业、旋转导向钻井和套管钻井作业等少钻柱振动。.由于V型稳定器仅有2个全尺寸刀翼,没有第3各种场合,满足钻井市场的需要,并可提高钻井效个刀翼,因此只允许钻柱向井眼的一侧运动,防止钻率,值得借鉴。柱向相反的方向运动。这就减小了钻柱振动的影响，延长钻头寿命,增加钻头进尺,提高机械钻速。中国煤化工主于1964年,1987年毕业双心钻头配合V型稳定器的使用表明，机械于胜MHC NM H C为胜利石油管理局钻井工钻速和钻头寿命都显著提高了。在现场应用中, 1艺研究院胜利金刚石钻头厂厂长。地址( 257017 )山东省东只CSD+344双心钻头和V型稳定器组合钻完了整营市。电话( 0546 )8795283。E - mail zjyhqy@ slof. com。个井段,相当于邻井的3只双心钻头和1个非满眼收稿日期: 2005 -10 -28.稳定器的效棄数撅井段的振动数据资料可以看出，(本文编辑 丁莉萍)