【文章內容簡介】 術 。 二、鉆頭優(yōu)化設計 FS系列鉆頭全部進行了負離子處理，鉆頭表面呈負電。使帶負電荷的泥巖鉆屑與帶負電荷的鉆頭體之間產生相互排斥作用，從而達到防泥包目的。 調整切削齒出刃高度 ， 提高鉆頭攻擊性 隨著切削齒外觀結構的改變 、 金剛石含量的增加和焊接工藝的改善 ， 與鉆頭攻擊性密切相關的切削齒出刃高度有了進一步提高 。 該技術在鋼體鉆頭上獲得廣泛應用并取得很好的效果 。 二、鉆頭優(yōu)化設計 低扭矩保徑優(yōu)化設計技術 保徑部位覆焊一層天然金剛石耐磨層 ， 可大幅度提高保徑壽命 ， 同時可以降低保徑與井壁的磨擦扭矩 。 二、鉆頭優(yōu)化設計 高密度 鉆井液 體系下采用負壓噴嘴技術 常規(guī)噴嘴在井底產生的是正壓力場 ， 在高密度鉆井液體系下它對井底鉆屑有較強的壓持作用 ， 不利于有效快速清洗鉆屑 。 而負壓噴嘴在井底產生的是負壓力場 ，對井底鉆屑的壓持作用轉變 為抽吸作用 ， 起到快速 、 高效 清巖的作用 ， 提高機械鉆速 。 二、鉆頭優(yōu)化設計 1采用計算機軟件優(yōu)化金剛石鉆頭設計 ① 3D井下動態(tài)模擬軟件設計技術 3D 動態(tài)模擬軟件可對鉆頭在井底工作時向前回旋 、 向后回旋和鉆井過程鉆具滑移狀態(tài)進行模擬 ， 及時改進不合理設計 ， 確保鉆頭下井后處于最佳工作狀態(tài) 。 二、鉆頭優(yōu)化設計 ② 水力分布優(yōu)化設計軟件技術 針對不同尺寸 、 不同刀翼數 、 鉆遇不同的地層巖性 ， 利用水力分布優(yōu)化設計軟件 ， 充分考慮鉆頭在井底工作需要的清洗 、 冷卻 、 攜沙作用 ， 從鉆頭水力設計到水眼分布作到合理完善 ， 保證鉆頭獲得最大的破巖水力功率 。 二、鉆頭優(yōu)化設計 三、 PDC鉆頭綜合選型技術 利用鄰井相關井段的聲波時差 、 伽瑪時差 、 密度及孔隙度測井數據 ， 計算出代表巖石硬度的抗壓強度和代表巖石研磨性的內摩擦角數據 ， 形成相關的曲線 ， 再利用大量統(tǒng)計數據形成的金剛石鉆頭選型依據 ，初步判斷每一井段鉆頭選型的可行性 ， 進而形成全井段鉆頭的選型方案 。 推薦的金剛石鉆頭適用范圍：巖石抗壓強度數據小于 50000Psi， 巖石內摩擦角數據小于 430。 (一 )、選型 方法 砂巖 頁巖 伽瑪曲線 聲波曲線 抗壓強度 內摩擦角 鉆頭選型曲線 三、 PDC鉆頭綜合選型技術 依靠鄰井鉆頭使用資料、通過對各井段鉆頭磨損情況、巖性的分析，結合以往積累的鉆頭使用經驗來初步確定鉆頭選型。最后，利用前述巖石力學分析軟件提供的鉆頭選型結果，結合現場積累的鉆頭選型和使用經驗，針對各井段作出最后相對準確的鉆頭選型。目前采用這種計算分析數據和積累經驗二者相結合的方式被塔里木油田廣泛采用，鉆頭選型的準確性有了大幅的提高。 三、 PDC鉆頭綜合選型技術 (二 )、 PDC鉆頭選型考慮的主要因素 巖石的性質 布齒密度的選擇 切削齒尺寸的選擇 切削齒負前角的確定 鉆頭冠部形狀的確定 保徑長度的確定 三、 PDC鉆頭綜合選型技術 ● 巖石的性質 PDC鉆頭主要用于泥巖 、 砂巖 、 以泥質膠結為主且膠結松散的小粒徑礫巖 、 膏巖和灰?guī)r等地層 。試驗統(tǒng)計及現場應用情況表明： 對于砂 、 泥巖互層 ， 當地層抗壓強度低于 10,000psi， 泥巖成份占巖石總量的 40%以上時 ， PDC鉆頭的使用效果最好 。 火成巖一般不適合使用 PDC鉆頭 。 三、 PDC鉆頭綜合選型技術 ● 布齒密度確定原則 根據巖石抗壓強度 ， 確定合理的 PDC布齒密度 巖石硬度 抗壓強度 (psi) 布齒密度 很低硬度 0 ~ 8,000 低布齒密度 中等硬度 8,000 ~16,000 中等布齒密度 高硬度 16,000 ~32,000 高布齒密度 極高硬度 32,000 ~50,000 高布齒密度 (超強齒 ) 三、 PDC鉆頭綜合選型技術 ● 切削齒尺寸的選擇 根據巖石抗壓強度 ， 選擇合理的切削齒尺寸 巖石硬度 抗壓強度 (psi) 切削齒尺寸 很低硬度 0 ~ 8,000 19— 24mm 中等硬度 8,000 ~16,000 16— 19mm 高硬度 16,000 ~32,000 13— 16mm 極高硬度 32,000 ~50,000 8— 13mm(超強齒 ) 三、 PDC鉆頭綜合選型技術 ● 切削齒負前角的確定 普通 PDC齒為了保證一定壽命 ， 負前角一般為 20176。 、25176。 、 30176。 ， 鉆頭吃入能力差 ， 攻擊性不強 。 采用新型切削齒后 ， 根據地層硬度適時調整切削齒負前角 ， 使鉆頭能獲得較高的機械鉆速和壽命 。 推薦的負前角如下： 巖石硬度 抗壓強度 (psi) 切削齒負前角 很低硬度 08,000 15176。 、 18176。 、 20176。 中等硬度 8,00016,000 17176。 、 20176。 、 25176。 高硬度 16,00032,000 20176。 、 25176。 、 30176。 極高硬度 32,000 ~50,000 25176。 、 30176。 、 35176。 三、 PDC鉆頭綜合選型技術 ● 鉆頭冠部形狀的確定 常見鉆頭冠部形狀有三種：長拋物線型 、 中等拋物線型 、 短拋物線型 。 它是決定鉆頭攻擊性的重要因素之一 。 長拋物線型(AG526) 中等拋物線型(G544) 短拋物線型(DS66GJNSW ) 三、 PDC鉆頭綜合選型技術 不同冠形 PDC鉆頭的攻擊性依次為：長拋物線型 中等拋物線型 短拋物線型；按照巖石硬度分類，推薦的鉆頭冠型如下： 巖石硬度 抗壓強度 (psi) 冠部形狀 很低硬度 0 ~ 8,000 長拋物線形 中等硬度 8,000 ~16,000 中等拋物線型 高硬度 16,000 ~32,000 短拋物線形 三、 PDC鉆頭綜合選型技術 ● 鉆頭保徑的確定 針對山前高陡構造地層傾角大，井斜控制難的特點，選用相對較短的保徑，減小鉆頭因與井壁接觸而產生的扭矩，同時降低了保徑表面積、增加了鉆頭保徑表面的接觸力，使鉆頭的側向力切削能力增強，有利于井斜控制。 鉆頭尺寸 標準保徑長度 短保徑長度 12 1/4” ” ” 8 1/2” 2” ” 三、 PDC鉆頭綜合選型技術 四、各區(qū)塊鉆頭設計、選型關鍵 ● 庫車地區(qū) (一 )、鉆頭選型難點 巖性變化快、軟硬交錯頻繁，大段的均質巖性基本不存在，現有鉆頭無法適應，鉆頭選型準確程度不高； 大部分井段巖性抗壓強度屬中到硬，切削齒吃入困難； 不同構造間地層可鉆性差異大，鉆頭選型借鑒性不強； 普遍存在高壓氣層、復合鹽層、煤系地層等復雜地層，鉆井液密度高，易產生巖屑“壓持效應”，造成重復切削；