PDC鉆頭用金剛石復(fù)合片PDC復(fù)合片

聚晶金剛石復(fù)合片( pdc) 鉆頭自投入使用以來以較高的機械鉆速和較長的使用壽命得到了廣泛應(yīng)用。pdc 鉆頭以剪切破巖為主 ,主要用來鉆軟到中硬的均質(zhì)砂泥巖地層 ,使用過程中通常采用“低鉆壓、大排量、高轉(zhuǎn)速”獲得高的破巖效率。由于 pdc 鉆頭相對牙輪鉆頭價格高昂 ,而且 pdc 切削片容易在礫巖鉆進中崩齒磨損而失去切削能力 ,因此極少用 pdc 鉆頭來鉆礫巖層段。海洋鉆井作業(yè)費高昂 , 但鉆頭費用所占比例不到全井費用的 5 % 。聚晶金剛石復(fù)合片( pdc) 鉆頭自投入使用以來以較高的機械鉆速和較長的使用壽命得到了廣泛應(yīng)用。pdc 鉆頭以剪切破巖為主 ,主要用來鉆軟到中硬的均質(zhì)砂泥巖地層 ,使用過程中通常采用“低鉆壓、大排量、高轉(zhuǎn)速”獲得高的破巖效率。由于 pdc 鉆頭相對牙輪鉆頭價格高昂 ,而且 pdc 切削片容易在礫巖鉆進中崩齒磨損而失去切削能力 ,因此極少用 pdc 鉆頭來鉆礫巖層段。海洋鉆井作業(yè)費高昂 , 但鉆頭費用所占比例不到全井費用的 5% 。
地層中存在大段礫巖對 pdc 鉆頭的使用提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。pdc 復(fù)合片的抗研磨性能和抗沖擊性能是制約pdc鉆頭壽命的一對矛盾 。在渤海特別是遼東灣鉆井作業(yè)中 ,使用普通 pdc 鉆頭鉆厚層礫石段 ,較大的負(fù)荷沖擊載荷作用常造成 pdc 片崩齒 ,在砂礫的磨蝕下鉆頭刀翼鼻部和肩部會在短時間內(nèi) (通常在 3 m 進尺以內(nèi)) 被破壞 ,并在肩部磨蝕成環(huán)(圖 2) ,喪失大部分或全部的切削能力 ,因此不得不起鉆換牙輪鉆頭,待鉆穿礫巖段后再換回pdc 鉆頭。頻繁地起下鉆會大大降低鉆井時效 ,從而增加海洋鉆井成本。因此 ,必須針對該地區(qū)礫巖層情況研究設(shè)計相適應(yīng)的 pdc 鉆頭及鉆進技術(shù)。
首先通過對地震、錄井和測井?dāng)?shù)據(jù)進行計算分析 ,得到不同深度下巖石物性參數(shù) ,建立典型井巖性剖面;然后比照廠商按照鄰井資料提供的鉆頭冠型、布齒(尺寸、形狀、密度和角度) 、pdc 復(fù)合片強度、水力設(shè)計、保徑齒與(或) 保徑面設(shè)計結(jié)果以及鉆頭性能參數(shù) ,結(jié)合在渤海地區(qū)的鉆井經(jīng)驗進行分井段鉆頭預(yù)選型(類似方法已廣泛用于其他油田[ 1 ] ) ;最后參照鄰井井眼清洗及軌跡控制要求 ,結(jié)合本區(qū)域類似鉆頭的鉆進參數(shù)及出井后的 iadc(國際鉆井承包商協(xié)會) 磨損定級 ,對預(yù)選出的鉆頭進行優(yōu)化設(shè)計和分段定型,并針對本區(qū)塊制定出鉆頭使用策略和注意事項。
渤海地區(qū)優(yōu)快鉆井通常要求一個井段用一只鉆頭鉆到底。也就是說 ,所設(shè)計的鉆頭在遼東灣地區(qū)既要鉆淺部的疏松地層(須穿過礫巖等硬地層) ,又要盡量滿足下部中硬地層鉆進 ,因此對鉆頭性能的設(shè)計要求很高。
對于淺部疏松地層 , pdc 鉆頭設(shè)計通常采用中長 物線冠形 ,主要使用 16 ～19 mm 大切削齒 ,兼顧造斜及穩(wěn)斜鉆進要求 , 同時考慮鉆頭冠部、規(guī)徑齒、規(guī)徑長度對于移位趨向和導(dǎo)向性等鉆頭特性對定向井軌跡控制的影響[ 2 ,3 ] 。在本次鉆頭設(shè)計中 , 水力方面要滿足快速鉆進大排量的要求 ,并應(yīng)用計算機水力輔助設(shè)計軟件進行流場模擬和優(yōu)化 ,以滿足高鉆速下潤滑冷卻鉆頭切削齒 ,確保井底巖屑及時排出 ,降低高速鉆進所產(chǎn)生的大量固相鉆井液高速射流對鉆頭本體和井壁的沖蝕程度。
理論和試驗研究表明[ 427 ] ,由于井下復(fù)雜的受力情況 ,鉆進過程中 pdc 鉆頭運動狀態(tài)非常復(fù)雜 ,鉆頭在隨鉆具旋轉(zhuǎn)之外還會發(fā)生渦動與回旋。鉆頭渦動使得切削齒運動方向與其切削工作面不斷變化 , 進而使切削齒受到交變載荷和沖擊載荷 ,而回旋運動則導(dǎo)致切削齒在與鉆進方向垂直的方向受到高頻率大負(fù)荷的沖擊載荷。因此 ,這兩種運動的共同作用將會對鉆頭產(chǎn)生嚴(yán)重的損壞 ,尤其是在含有礫巖的地層中鉆進。所以 ,對于存在大段礫巖的地層 ,在進行 pdc 鉆頭設(shè)計時除了要考慮上述因素外 ,還要在切削結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定特性方面作專門設(shè)計 ,即:首先考慮力平衡原則 ,以保證各個 pdc 復(fù)合片切削時產(chǎn)生的側(cè)向力向量之合最小(當(dāng)鉆頭上徑向合力不為零時 ,盡可能將該合力指向?qū)ｉT設(shè)計的保徑接觸面 , 因為該保徑接觸面對井壁不產(chǎn)生切削) ; 其次通過環(huán)形布齒在井底切削出穩(wěn)定環(huán) , 以改善鉆頭穩(wěn)定性。
聯(lián)系 趙經(jīng)理 金剛石復(fù)合片
深圳市海明潤超硬材料股份有限公司,成立于2000年8月,國家高新技術(shù)企業(yè)。公司主導(dǎo)產(chǎn)品為石油天然氣鉆探用金剛石復(fù)合片、聚晶金剛石和聚晶金剛石噴砂噴嘴。經(jīng)營場地面積15000多平米。目前深圳公司具有年產(chǎn)各種規(guī)格石油天然氣鉆探用金剛石復(fù)合片、聚晶金剛石和聚晶金剛石噴砂噴嘴等超硬材料產(chǎn)品200萬件以上的生產(chǎn)能力。2008年在黑龍江建立了哈爾濱海明潤超硬材料有限公司全資子公司，占地4萬平米。目前已建成年產(chǎn)200萬片金剛石復(fù)合片生產(chǎn)線。
公司先后建立了績效管理體系、流程管理體系、財務(wù)預(yù)算管理、erp系統(tǒng)管理及生產(chǎn)執(zhí)行信息化管理mes系統(tǒng)。公司通過先進的管理體系建設(shè)規(guī)范公司管理,保證產(chǎn)品質(zhì)量及服務(wù)質(zhì)量。于2013年與世界四大石油技術(shù)服務(wù)企業(yè)之一的一家美國公司建立了“全球戰(zhàn)略合作伙伴”關(guān)系。
金剛石復(fù)合片海明潤創(chuàng)造了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)，形成了具有自身特點的技術(shù)體系。公司擁有一支實力較強的研發(fā)隊伍，研發(fā)硬件和檢測分析手段已達到國際先進水平。
海明潤生產(chǎn)的金剛石復(fù)合片出口銷往美國、加拿大、俄羅斯、歐洲等國家和地區(qū)，并被國內(nèi)各大油田和大型鉆頭廠長期選用，以國內(nèi)領(lǐng)先的高品質(zhì)，高穩(wěn)定性，高性價比為主要特色而樹立了良好的海明潤品牌形象。
海明潤金剛石復(fù)合片始終把產(chǎn)品質(zhì)量看作生命線，在工作中遵循“勤懇做事、踏實做人，認(rèn)真對待每一個細(xì)節(jié)”的企業(yè)精神。目前金剛石復(fù)合片公司已通過iso9001:2008質(zhì)量管理體系、iso14000:2004環(huán)境管理體系及ohsas18001:2007職業(yè)健康安全管理體系認(rèn)證。
金剛石復(fù)合片公司注重引進優(yōu)秀技術(shù)人才，研究目標(biāo)始終對準(zhǔn)國際先進水平，已獲得一批擁有獨立知識產(chǎn)權(quán)的專利技術(shù)，為公司長期可持續(xù)發(fā)展打下堅實基礎(chǔ)。目前已獲得7項發(fā)明專利和11項實用新型專利1項外觀專利，專利申請數(shù)量一直在快速增長。擁有先進的研發(fā)硬件實力，現(xiàn)有掃描電子顯微鏡(sem)、能譜分析儀(edx)、x射線物相分(xrd)、定量金相顯微鏡、超聲波無損探傷檢測儀(c掃描)、抗沖擊測定儀、大型磨耗比檢測立式數(shù)控車床(vtl)等先進的檢測設(shè)備。金剛石復(fù)合片
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