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题名PDC钻头钻井提速关键影响因素研究
被引量：28
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作者
高德利
刘维
万绪新
郭勇
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机构
石油工程教育部重点实验室(中国石油大学(北京))
中石化胜利石油工程有限公司
中国石油新疆油田分公司工程技术研究院
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出处
《石油钻探技术》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第4期20-34,共15页
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基金
国家自然科学基金重点项目“复杂结构‘井工厂’立体设计建设基础研究”(编号:52234002)
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)
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)联合资助。
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文摘
为了在钻井工程中发挥出PDC钻头的最大功效,通过理论分析、室内试验、案例分析、现场试验等,探讨了高钻压、高转速等钻井参数强化对PDC钻头钻速和磨损的影响规律,同时分析了PDC钻头的磨损机理与过早失效主因。研究结果表明:1)钻压是影响PDC钻头机械钻速的直接和首选因素,当钻头处于高效破岩状态时,无论钻遇一般地层还是硬岩地层,钻压与机械钻速均应呈线性关系;钻遇均质硬岩地层时,建议将200 kN以上高钻压纳入PDC钻头的常规应用参数;2)提高转速可实现钻井提速,虽然高转速会加剧PDC钻头的磨损,但目前切削齿的质量足以满足PDC钻头在高转速(400~500 r/min)下长时间钻进多数地层的需求;3)布齿密度对钻头机械钻速有影响,但并非直接因素,只要“吃得进去,切得下来,排得及时”三者建立动态平衡,即便是高布齿密度PDC钻头也可以实现优快钻进;4)PDC钻头破岩效率越高,钻头磨损会越小,如提高钻压,会增大切削齿吃入深度、减少钻头磨损;5)动态冲击和低效破岩是造成PDC切削齿和钻头过早失效的主因,实现PDC钻头高效钻进的核心是提高破岩效率与抑制钻头振动。该研究结果对PDC钻头合理使用与钻井提速技术创新具有参考意义。
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关键词
PDC钻头
钻井提速
钻井参数
硬岩提速
钻头失效
切削齿磨损机理
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Keywords
PDC bit
ROP improvement
drilling parameters
ROP improvement for hard rock formation
bit failure
wear mechanism of PDC cutter
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分类号
TE21
[石油与天然气工程—油气井工程]
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