石油鉆頭技術(shù)現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展方向-wenkub
2023-02-06 12:30:50 本頁(yè)面
【正文】 鋼體 PDC鉆頭 優(yōu)點(diǎn)：刀翼韌性好，易實(shí)現(xiàn)深水道設(shè)計(jì) 缺點(diǎn)：耐沖蝕能力不及胎體鉆頭，制造周期較 長(zhǎng)。 Smith公司的一項(xiàng)特色技術(shù)，密封系統(tǒng)包 括兩道密封圈 ——主密封和保護(hù)主密封的次密封，該密封系統(tǒng)在 高壓、高溫、腐蝕性井底環(huán)境中能保持良好的持久性和可靠性。使用該軸承的鉆頭能適應(yīng)高達(dá) 400rpm的高轉(zhuǎn)速。 金剛石加強(qiáng)牙齒技術(shù)。石油鉆頭技術(shù)現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展方向 石油鉆頭的分類(lèi) ? ? 一、牙輪鉆頭的分類(lèi) ? ? ? ? （ 1）按牙齒的固定方式分為：鑲齒和銑齒 （ 2）按軸承類(lèi)型分為：滾動(dòng)軸承和滑動(dòng)軸承 （ 3）按密封類(lèi)型分為：橡膠密封和金屬密封 （ 4）按牙輪數(shù)量分為：?jiǎn)窝垒嗐@頭、雙牙輪 鉆頭和三牙輪鉆頭 銑齒牙輪鉆頭和鑲齒牙輪鉆頭 ? 鉆頭 軸承 ? 軸承 牙輪鉆頭、雙牙輪鉆頭、三牙輪鉆頭 ? 鉆頭 二、牙輪鉆頭的新技術(shù) ? ? ? 牙齒技術(shù) 軸承技術(shù) 軸承密封技術(shù) 牙齒技術(shù) ? ? ? 美國(guó)猶他州立大學(xué)為 Smith公司開(kāi)發(fā)出了蜂窩狀金剛石牙齒材 料，其耐磨性與聚晶金剛石相當(dāng)，但其韌性和耐沖擊性顯著提高 二次燒結(jié)硬質(zhì)合金牙齒技術(shù)。金剛石加強(qiáng)牙齒就是與 PDC鉆頭復(fù)合 片類(lèi)似的聚晶金剛石復(fù)合牙齒，這種牙齒耐磨性非常好，但成本 也非常高，一般用于保徑結(jié)構(gòu)，但最近也出現(xiàn)了全部使用金剛石 加強(qiáng)牙齒的鉆頭，主要用于研磨性極高的地層。 軸承密封技術(shù) ? ? ? Hughes公司于 1988年取得牙輪鉆頭金屬密封專(zhuān)利，通過(guò)不 斷改進(jìn)，近年，在單金屬密封的基礎(chǔ)上進(jìn)行了金屬表面特殊強(qiáng)化 處理，改進(jìn)密封系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，開(kāi)發(fā)出了新一代單金屬密封，明顯 提高了密封效率以及整個(gè)軸承系統(tǒng)的可靠性，延長(zhǎng)了鉆頭壽命。 三、金剛石鉆頭的分類(lèi) ? ? ? （ 1） PDC鉆頭 （ 2） TSP鉆頭 （ 3）天然金剛石鉆頭 PDC鉆頭 ? PDC鉆頭是近年來(lái)發(fā)展最迅猛的油氣井鉆頭， 總進(jìn)尺已經(jīng)超過(guò)牙輪鉆頭。 胎體 PDC鉆頭和鋼體 PDC鉆頭 ? 鉆頭 PDC鉆頭的類(lèi)型 ? 鉆頭 TSP鉆頭 ? ? ? ? ? 主要優(yōu)點(diǎn)： ，在高溫下（ 1200℃ ）仍能保持 高硬度，不發(fā)生熱磨損。 TSP聚晶片 ? 聚晶 TSP鉆頭 ? 鉆頭 天然金剛石鉆頭 ? ? ? ? 天然金剛石鉆頭的主要優(yōu)勢(shì)： 以擠壓、研磨原理工作 以天然金剛石為切削元件，直接燒結(jié)于碳化鎢 胎體表面。 針對(duì)不同油田地層的特點(diǎn)，采用等磨損原則和等切削原則相結(jié)合進(jìn)行冠 部輪廓設(shè)計(jì)，在三種基本輪廓理論曲線方程進(jìn)行擬合的基礎(chǔ)上，結(jié)合鉆 頭設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和使用鉆頭類(lèi)比，確定出適合鉆進(jìn)該地層的鉆頭冠部輪廓形 狀。 外形較短而且呈淺錐式圓形設(shè)計(jì)提高了鉆頭定向反應(yīng)靈敏度。針對(duì)以前 PDC鉆頭 的水力結(jié)構(gòu)和鉆頭沖蝕特征，對(duì)新型 PDC鉆 頭的水力結(jié)構(gòu)作如下設(shè)計(jì)： A. B. 調(diào)整噴嘴的方位角和噴射角度 增加鉆頭排屑槽的深度 五、胎體 PDC鉆頭之模具激光快速成型工藝 傳統(tǒng)的 PDC鉆頭制造工藝在一定程度上制約了 PDC鉆 頭性能的進(jìn)一步提高，主要存在以下缺點(diǎn)： 1）壓模成型、銑模成型等傳統(tǒng)制造工藝制造精度不 高，使 PDC鉆頭的設(shè)計(jì)水平很難在生產(chǎn)制造中有效體 現(xiàn)； 2）傳統(tǒng)制造工藝不能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)鉆頭的加工； 3）由于 PDC鉆頭對(duì)地層比較敏感，需要針對(duì)不同的 地層開(kāi)發(fā)不同的鉆頭，傳統(tǒng)制造工藝制造周期長(zhǎng)，不 能對(duì)市場(chǎng)作出高效快捷的反應(yīng)。為了選擇出適合 PDC鉆頭模具 成型的最優(yōu)方法，對(duì)四種典型激光快速成型工藝的特點(diǎn)進(jìn)行比 較 :SLA工藝精度高，表面質(zhì)量好，材料利用率高，生產(chǎn)效率高， 設(shè)備市場(chǎng)占有率高，是現(xiàn)場(chǎng)較為認(rèn)可的激光快速成型工藝。由于進(jìn)口光敏樹(shù)脂 價(jià)格昂
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