【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 術(shù) 。 二、鉆頭優(yōu)化設(shè)計(jì) FS系列鉆頭全部進(jìn)行了負(fù)離子處理，鉆頭表面呈負(fù)電。使帶負(fù)電荷的泥巖鉆屑與帶負(fù)電荷的鉆頭體之間產(chǎn)生相互排斥作用，從而達(dá)到防泥包目的。 調(diào)整切削齒出刃高度 ， 提高鉆頭攻擊性 隨著切削齒外觀結(jié)構(gòu)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(guān)的切削齒出刃高度有了進(jìn)一步提高 。 該技術(shù)在鋼體鉆頭上獲得廣泛應(yīng)用并取得很好的效果 。 二、鉆頭優(yōu)化設(shè)計(jì) 低扭矩保徑優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù) 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(shí)可以降低保徑與井壁的磨擦扭矩 。 二、鉆頭優(yōu)化設(shè)計(jì) 高密度 鉆井液 體系下采用負(fù)壓噴嘴技術(shù) 常規(guī)噴嘴在井底產(chǎn)生的是正壓力場(chǎng) ， 在高密度鉆井液體系下它對(duì)井底鉆屑有較強(qiáng)的壓持作用 ， 不利于有效快速清洗鉆屑 。 而負(fù)壓噴嘴在井底產(chǎn)生的是負(fù)壓力場(chǎng) ，對(duì)井底鉆屑的壓持作用轉(zhuǎn)變 為抽吸作用 ， 起到快速 、 高效 清巖的作用 ， 提高機(jī)械鉆速 。 二、鉆頭優(yōu)化設(shè)計(jì) 1采用計(jì)算機(jī)軟件優(yōu)化金剛石鉆頭設(shè)計(jì) ① 3D井下動(dòng)態(tài)模擬軟件設(shè)計(jì)技術(shù) 3D 動(dòng)態(tài)模擬軟件可對(duì)鉆頭在井底工作時(shí)向前回旋 、 向后回旋和鉆井過程鉆具滑移狀態(tài)進(jìn)行模擬 ， 及時(shí)改進(jìn)不合理設(shè)計(jì) ， 確保鉆頭下井后處于最佳工作狀態(tài) 。 二、鉆頭優(yōu)化設(shè)計(jì) ② 水力分布優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件技術(shù) 針對(duì)不同尺寸 、 不同刀翼數(shù) 、 鉆遇不同的地層巖性 ， 利用水力分布優(yōu)化設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)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(shè)計(jì) 三、 PDC鉆頭綜合選型技術(shù) 利用鄰井相關(guān)井段的聲波時(shí)差 、 伽瑪時(shí)差 、 密度及孔隙度測(cè)井?dāng)?shù)據(jù) ， 計(jì)算出代表巖石硬度的抗壓強(qiáng)度和代表巖石研磨性的內(nèi)摩擦角數(shù)據(jù) ， 形成相關(guān)的曲線 ， 再利用大量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)形成的金剛石鉆頭選型依據(jù) ，初步判斷每一井段鉆頭選型的可行性 ， 進(jìn)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(qiáng)度數(shù)據(jù)小于 50000Psi， 巖石內(nèi)摩擦角數(shù)據(jù)小于 430。 (一 )、選型 方法 砂巖 頁(yè)巖 伽瑪曲線 聲波曲線 抗壓強(qiáng)度 內(nèi)摩擦角 鉆頭選型曲線 三、 PDC鉆頭綜合選型技術(shù) 依靠鄰井鉆頭使用資料、通過對(duì)各井段鉆頭磨損情況、巖性的分析，結(jié)合以往積累的鉆頭使用經(jīng)驗(yàn)來(lái)初步確定鉆頭選型。最后，利用前述巖石力學(xué)分析軟件提供的鉆頭選型結(jié)果，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)積累的鉆頭選型和使用經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)各井段作出最后相對(duì)準(zhǔn)確的鉆頭選型。目前采用這種計(jì)算分析數(shù)據(jù)和積累經(jīng)驗(yàn)二者相結(jié)合的方式被塔里木油田廣泛采用，鉆頭選型的準(zhǔn)確性有了大幅的提高。 三、 PDC鉆頭綜合選型技術(shù) (二 )、 PDC鉆頭選型考慮的主要因素 巖石的性質(zhì) 布齒密度的選擇 切削齒尺寸的選擇 切削齒負(fù)前角的確定 鉆頭冠部形狀的確定 保徑長(zhǎng)度的確定 三、 PDC鉆頭綜合選型技術(shù) ● 巖石的性質(zhì) PDC鉆頭主要用于泥巖 、 砂巖 、 以泥質(zhì)膠結(jié)為主且膠結(jié)松散的小粒徑礫巖 、 膏巖和灰?guī)r等地層 。試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)及現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況表明： 對(duì)于砂 、 泥巖互層 ， 當(dāng)?shù)貙涌箟簭?qiáng)度低于 10,000psi， 泥巖成份占巖石總量的 40%以上時(shí) ， 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(shù) ● 布齒密度確定原則 根據(jù)巖石抗壓強(qiáng)度 ， 確定合理的 PDC布齒密度 巖石硬度 抗壓強(qiáng)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(qiáng)齒 ) 三、 PDC鉆頭綜合選型技術(shù) ● 切削齒尺寸的選擇 根據(jù)巖石抗壓強(qiáng)度 ， 選擇合理的切削齒尺寸 巖石硬度 抗壓強(qiáng)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(qiáng)齒 ) 三、 PDC鉆頭綜合選型技術(shù) ● 切削齒負(fù)前角的確定 普通 PDC齒為了保證一定壽命 ， 負(fù)前角一般為 20176。 、25176。 、 30176。 ， 鉆頭吃入能力差 ， 攻擊性不強(qiáng) 。 采用新型切削齒后 ， 根據(jù)地層硬度適時(shí)調(diào)整切削齒負(fù)前角 ， 使鉆頭能獲得較高的機(jī)械鉆速和壽命 。 推薦的負(fù)前角如下： 巖石硬度 抗壓強(qiáng)度 (psi) 切削齒負(fù)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(shù) ● 鉆頭冠部形狀的確定 常見鉆頭冠部形狀有三種：長(zhǎng)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(zhǎng)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(shù) 不同冠形 PDC鉆頭的攻擊性依次為：長(zhǎng)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(qiáng)度 (psi) 冠部形狀 很低硬度 0 ~ 8,000 長(zhǎng)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(shù) ● 鉆頭保徑的確定 針對(duì)山前高陡構(gòu)造地層傾角大，井斜控制難的特點(diǎn)，選用相對(duì)較短的保徑，減小鉆頭因與井壁接觸而產(chǎn)生的扭矩，同時(shí)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(cè)向力切削能力增強(qiáng)，有利于井斜控制。 鉆頭尺寸 標(biāo)準(zhǔn)保徑長(zhǎng)度 短保徑長(zhǎng)度 12 1/4” ” ” 8 1/2” 2” ” 三、 PDC鉆頭綜合選型技術(shù) 四、各區(qū)塊鉆頭設(shè)計(jì)、選型關(guān)鍵 ● 庫(kù)車地區(qū) (一 )、鉆頭選型難點(diǎn) 巖性變化快、軟硬交錯(cuò)頻繁，大段的均質(zhì)巖性基本不存在，現(xiàn)有鉆頭無(wú)法適應(yīng)，鉆頭選型準(zhǔn)確程度不高； 大部分井段巖性抗壓強(qiáng)度屬中到硬，切削齒吃入困難； 不同構(gòu)造間地層可鉆性差異大，鉆頭選型借鑒性不強(qiáng)； 普遍存在高壓氣層、復(fù)合鹽層、煤系地層等復(fù)雜地層，鉆井液密度高，易產(chǎn)生巖屑“壓持效應(yīng)”，造成重復(fù)切削；