PDC鉆頭,、金剛石復(fù)合片鉆頭的使用參數(shù)介紹

2020-09-11 13:53:51

在鉆進(jìn)過程中,，PDC鉆頭的復(fù)合片會(huì)受到磨損，尤其是對(duì)硬度大,、研磨性強(qiáng)的地層,，使鉆頭壽命縮短，機(jī)械鉆速降低,。為了解決這個(gè)問題,，哈里伯頓公司提出了一種新的組合片優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，即在鉆頭刀翼上加入備用復(fù)合片來輔助主要復(fù)合片,，如圖1所示,，以便在不犧牲鉆頭速度的情況下，最大限度地延長鉆頭壽命,。其核心是：當(dāng)主復(fù)合片無磨損或磨損較小時(shí),，備用復(fù)合片不切削或極少切削地層；當(dāng)主復(fù)合片有磨損時(shí),，備用復(fù)合片被激活,，以幫助主復(fù)合片一起切削地層。

當(dāng)設(shè)計(jì)備用復(fù)合片時(shí),，有兩個(gè)參數(shù)至關(guān)重要,，第一個(gè)參數(shù)是主復(fù)合片與備用復(fù)合片之間的夾角(θ),，假設(shè)圖2(a)中的鉆頭只有A、B兩個(gè)復(fù)合片,，且其徑向方向和高度相同,，該鉆頭逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，θ被稱為主復(fù)合片與備用復(fù)合片之間的夾角,；第二個(gè)參數(shù)是主復(fù)合片與備用復(fù)合片之間的相對(duì)距離(δ),，如圖2(b)中所示，其中W為主復(fù)合片的磨損深度,。通過對(duì)大量復(fù)合片進(jìn)行磨損模擬分析,，發(fā)現(xiàn)主復(fù)合片無磨損時(shí)，應(yīng)選擇合適的復(fù)合片相對(duì)距離,，使備用復(fù)合片不與地層接觸,，從而提高機(jī)械鉆進(jìn)速度。換言之,，需要調(diào)整δ,，以滿足鉆頭每轉(zhuǎn)一圈時(shí)鉆井距離(PPR)小于臨界切削深度的條件；當(dāng)主復(fù)合片磨損時(shí),，調(diào)整δ,，使PPR大于CDOC，并滿足θ≧150o,，從而激活備用復(fù)合片,，幫助切割地層，減少主復(fù)合片的過度磨損,，延長鉆頭壽命,。