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PDC钻头使用方法
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钻头使用前的准备工作:

首先应仔细检查前一只钻头的使用情况,了解钻头规径的磨损状态,检查钻头体上是否有缺落性的损坏(缺落部分如掉齿等会对即将入井的钻头造成伤害)。

钻头的工作稳定性对于防止井斜并最大程度地发挥钻头的性能具有重要作用,因此,使用PDC钻头时都推荐钻头在稳定的工作状态下钻进。然而,由于具体的钻井过程以及井眼条件的特殊性,有时并不需要刻意追求这种稳定性。所有的稳定器和扩眼器都应该检测其外径,以确保外径尺寸不过大。

操作指南

新钻头首次钻进:

1.在钻头接近井底时将泵的排量开到最大,而后启动转盘,将转速控制在30~60rpm。缓慢下钻直至钻头接触井底。

2.为了形成新的井底,在钻进最初的1m左右深度井眼的过程中,应该按照推荐的起始钻压值施加钻压。表中提供了不同尺寸的各种型号钻头的起始钻压值。钻头的起始工作参数(钻压和转速)至少应维持钻完一只钻头的长度。

3.新的井底形成后,就可以平缓、均匀地增加钻压直至达到正常钻进时的钻压水平。对于极软地层,该钻压与起始钻压非常接近。对于较硬的地层,钻头磨合形成新井底将花费较长的时间,最终的正常工作钻压也较高。最佳的钻压值应该是:当钻压达到此值后,钻头的机械钻速ROP不再随着钻压新的增加而增加,或钻头扭矩已达到极限扭矩值。

4.增加钻头转速直至达到预期水平。钻头的最佳转速应该是:当转速达到此值后,钻头的机械钻速ROP不再随着转速新的增加而增加,或钻头扭矩已达到极限扭矩值。通常情况下,钻头在较软的岩石中钻进时的机械钻速ROP对转速的变化更加敏感。对于较硬、研磨性较强的地层,高的钻头转速易导致切削齿提前磨损失效。因此,及时监测钻头钻速ROP随转速RPM的变化情况是很重要的,这样我们可以在最低的转速下达到预期的机械钻速,一般而言,推荐的钻头转速范围为60~240rpm。

5.当钻遇岩性变化的地层时,应连续监测和调整钻压和转速,以达到最优的钻头寿命和钻进速度。

接单根:

除了没有磨合形成新井底的过程外,接单根时遵循与新钻头首次钻进相似的规程。

1.当钻达方钻杆尾端时,降低转速至30~60rpm。
2.制动刹车,不再送钻,使钻头上的部分钻压在数分钟内逐渐得以释放。
3.将钻头提离井底,停止钻头转动。
4.接单根完毕后,钻头重新入井。在钻头接近井底时开足钻井泵排量,使井底泥浆充分循环。开动转盘(或顶驱),转速30~60rpm。
5.钻头到达井底后,首先增加钻压,然后增加转速,如前所述。

井底马达和定向钻进

在使用井底马达时,钻头转速范围的控制是受到限制的。通常,岩层越硬,钻头转速就应该越低。因此,充分了解岩性情况并据此选择适宜的井底马达是很重要的。AR系列钻头将PDC钻头的应用扩展到了更硬的地层,其推荐使用的是高扭矩、低转速马达。根据已有的技术资料,在定向钻井中,AR系列钻头的造斜速度比常规钻头略低。所以,预计钻头造斜能力时应参照常规钻头作细微的调整,也可以根据当地的使用经验进行适当调整。文献SPE 24614中论述了抗回旋钻头在定向钻井中的现场试验情况。

1.将钻井泵排量开至正常钻井时的一半,下放钻头至井底。在钻头开始旋转后同时增加钻压和钻井泵排量。如果钻头是在易泥包的极软地层中开始钻进的,则推荐开足钻井泵排量。

2.当定向井钻具在旋转模式下工作时,应使钻杆的转速维持较低的水平(20~40rpm)。

钻头发生回旋的标志

在钻头钻进过程中出现以下现象:

1.在高转速(>120 RPM)下机械钻速低(<12 ft./hr.);
2.当改变钻头转速时机械钻速呈非线性变化;
3.明显的钻柱振动。

如果怀疑钻头发生回旋,应该采取以下措施:

1. 降低转速至30~50RPM;
2. 加钻压直至钻头机械钻速达到12ft./hr.或更高(注意不要超出推荐的最大钻压);
3. 按照一定的增量增加转速并绘制转速――机械钻速曲线,当曲线呈线性时说明钻头不再回旋。(end)
文章内容仅供参考 (投稿) (12/10/2010)
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