金剛石鉆頭

鉆頭質(zhì)量的好壞、鉆頭類型與地層巖性是否適應(yīng)，對加快鉆井速度和提高單只鉆頭進(jìn)尺起著重要的作用。鉆一口油氣井一般要使用不同尺寸的多只鉆頭，在鉆上部地層時(shí)要使用直徑較大的鉆頭，因鉆頭鉆進(jìn)的地層較軟，單只鉆頭進(jìn)尺多、使用的時(shí)間短，一個(gè)鉆頭一般可重復(fù)使用幾口井；而在鉆下部地層時(shí)要使用直徑較小的鉆頭，因地層硬、單只鉆頭的進(jìn)尺少，一般要使用多只鉆頭。一只下井新鉆頭鉆井進(jìn)尺的多少主要取決于鉆頭的尺寸、類型、地層的軟硬和鉆進(jìn)參數(shù)的配合。一般來說，鉆頭尺寸越小、地層越硬，進(jìn)尺越少；鉆頭尺寸越大、地層越軟，鉆頭進(jìn)尺就越多。

金剛石鉆頭

金剛石鉆頭(9張)

優(yōu)勢編輯

1 力平衡設(shè)計(jì)使鉆頭具有良好的導(dǎo)向性，適應(yīng)配合井下馬達(dá)應(yīng)用于定向鉆井，具有較小的徑向震動；

2 不同結(jié)構(gòu)的專利PDC復(fù)合片在鉆頭不同位置的合理布置使鉆頭具有較強(qiáng)的攻擊性和抗研磨性；

3 強(qiáng)攻擊性設(shè)計(jì)使鉆頭可獲得高的機(jī)械鉆速；

4 動態(tài)流場模擬技術(shù)應(yīng)用于水力設(shè)計(jì)，使井底流場最優(yōu)化，有利于提高排屑速度和防泥包。

破巖機(jī)理編輯

金剛石鉆頭的破巖作用是由金剛石顆粒完成的。要知道鉆頭的破巖作用，就須了解單粒金剛石的破巖作用。在堅(jiān)硬地層中，單粒金剛石在鉆壓作用下使巖石處于極高的應(yīng)力狀態(tài)下（約4200-5700MPa，有的資料認(rèn)為可達(dá)6300MPa），使巖石發(fā)生巖性轉(zhuǎn)變，由脆性變?yōu)樗苄浴瘟＝饎偸匀氲貙樱谂ぞ刈饔孟虑邢髌茙r，切削深度基本上等于金剛石顆粒的吃入深度。這一過程如同“犁地”故稱為金剛石鉆頭的犁式切削作用。

在一些脆性較大的巖石里（如砂巖、石灰?guī)r等），鉆頭上的金剛石顆粒在鉆壓扭矩的同時(shí)作用下，破碎巖石的體積遠(yuǎn)大于金剛石顆粒的吃入與旋轉(zhuǎn)體積。當(dāng)壓力不大時(shí),只能沿金剛石的運(yùn)動方向形成小溝槽，加大壓力則會使小溝槽深部與兩側(cè)的巖石破碎，超過金剛石顆粒的斷面尺寸。

金剛石鉆頭的破巖效果，除與巖性以及影響巖性的外界因素（如壓力、溫度、地層流體性質(zhì)等）有關(guān)外，鉆壓大小是重要的影響因素。它和牙輪鉆頭一樣，破巖時(shí)都具有表層破碎、疲勞破碎、體積破碎三種方式。只有當(dāng)金剛石顆粒具有足夠的比壓吃入地層巖石，使巖石發(fā)生體積破碎時(shí)，才能取得理想的破巖效果。

使用編輯

一．金剛石鉆頭鉆前準(zhǔn)備

1、 檢查上一只金剛石鉆頭是否存在有鉆頭體損壞，掉齒等，確定井底清潔，無落物。

2、 小心搬運(yùn)金剛石鉆頭，將金剛石鉆頭放置在橡膠墊或木板上。禁止把金剛石鉆頭直接放置在鐵板上。

3、 檢查金剛石鉆頭切削齒是否有損傷，金剛石鉆頭內(nèi)是否有異物，噴嘴孔內(nèi)是否有O型密封圈，根據(jù)需要安裝噴嘴。

二．金剛石鉆頭上扣

1、 清理金剛石鉆頭公扣或母扣并涂抹絲扣油。

2、 將卸扣器卡在金剛石鉆頭上，放下鉆柱使之與公扣或母扣接觸上扣。

3、 把金剛石鉆頭和卸扣器一起 放入轉(zhuǎn)盤補(bǔ)心，然后按照推薦上扣扭矩值旋緊絲扣。

三．下鉆

1、 下放金剛石鉆頭要慢，通過轉(zhuǎn)盤，防噴器，套管懸掛器尤其要緩慢，以保護(hù)好切削齒。2、 注意上次起鉆時(shí)出現(xiàn)的遇阻井段，下鉆過程中遇到縮徑和狗腿時(shí)應(yīng)使鉆頭緩慢通過。

3、 距井底約1根單根時(shí)開始以50~60rpm的鉆速旋轉(zhuǎn)并開泵一額定排量沖洗井底。

4、 注意觀察指重表和扭矩使金剛石鉆頭平穩(wěn)接觸井底。

四．金剛石鉆頭劃眼

1、 不推薦使用金剛石鉆頭進(jìn)行井段劃眼。

2、 如必須進(jìn)行劃眼時(shí)，應(yīng)以額定排量，緩慢低扭矩劃眼。

五．金剛石鉆頭造型

1、 保持額定排量，下放金剛石鉆頭至井底。

2、 采用緩慢鉆進(jìn)至少1m，以建立井底模型。

3、 以每次10kN的增加量將鉆壓增至正常鉆進(jìn)最佳值，嚴(yán)禁加壓過猛，造成金剛石鉆頭的先期破壞。

4、 保持鉆壓恒定調(diào)整鉆速以便獲得最佳的鉆進(jìn)參數(shù)組合。

六．金剛石鉆頭正常鉆進(jìn)

1、 在遇到研磨性強(qiáng)或硬砂泥巖時(shí)，降低鉆速以延長金剛石鉆頭壽命。

2、 遇到地層變化或夾層時(shí)調(diào)整鉆速和金剛石鉆頭以保持最佳的鉆井效能。

3、 每次接單根注意以下幾點(diǎn)：3．1 恢復(fù)泵沖數(shù)并檢查立管壓力。3．2 在

金剛石鉆頭接觸井底前開泵，以50~60rpm的鉆速緩慢下放金剛石鉆頭至井底。3．3 緩慢恢復(fù)加壓至原金剛石鉆頭，然后增加鉆速至原鉆速。

現(xiàn)場使用證明，

金剛石鉆頭在軟-中硬地層中鉆進(jìn)時(shí)，有速度快、進(jìn)尺多、壽命長、工作平穩(wěn)、井下事故少、井身質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)。金剛石鉆頭不但使用時(shí)間長，還可以重復(fù)利用，返廠修復(fù)的金剛石鉆頭使用起來和出廠的 金剛石鉆頭使用效果差不多，能大量的節(jié)約鉆井成本。