PCD及PDC钻头在石油钻井中的应用

PCD及PDC钻头石油钻井中的应用
作者:张文敏
扭王字块模具来源:《中小企业管理与科技·上中下旬刊》 2017年第7期119b
    1 引言
    PCD 钻头即金刚石聚晶钻头,PDC 钻头即金刚石复合片钻头,两者在硬度上很大,因此目前在石油钻井的硬地层中得到了十分广泛的应用。在应用PCD 及PDC 钻头对硬地层复杂地质环境的石油钻井时,虽然具备诸多优势,但在一些特殊的地质环境中却并不适用,因此对PCD 及PDC 钻头在石油钻井中的应用展开分析具有十分重要的现实意义。基于此,文章重点就PCD 及PDC 钻头在石油钻井行业中的应用分四个部分展开了分析,提出了一些可供参考的观点和建议,以下是具体内容。
电玉粉    2 PCD 及PDC 钻头在石油钻井应用的特点
    PCD 钻头采用的是金刚石聚晶模式,在聚晶过程中采用的是黑金属线和有金属线材料,和一般的硬质合金拉丝模相比,其在耐用度上提升了数百倍。因此,PCD 钻头在使用钻井中应用的主要优势,即在保障硬度的前提下耐用性极高。目前钴是最为常用的一种PCD 钻头结合剂,其具有强度高、耐磨性好等诸多优势,同时拉丝的成本也很低,十分适用于石油钻井作业中。托板
弹性钢    PDC 钻头的优点主要集中于钻头结构简单和耐磨性高两点上。PDC 钻头所采用的人造金刚石,其比硬质合金的耐磨性更高,在钻头构成上,切削齿是其主要部件,在工作中无需钻头自身钻头,因此PDC 钻头也被称作固定式探头。在PDC 钻头的使用早期,主要是在一些软页岩层中使用,而随着PDC 钻头在性能和结构上的不断优化。目前PDC 钻头已经可以在长段中硬岩地层和硬夹层中使用。此外,PDC 钻头还有高针对性的优势,可根据钻进地层的各区块地质特征以及地层的深度采用针对性的钻进工艺,选择更为合理的钻进方案[1]。
    3 PCD 及PDC 钻头应用于石油钻井中的适用地质环境铜管焊接
    PCD 及PDC 钻头在石油钻井作业的使用中,并不是所有的地质环境都可以发挥出最大的使用效果,在具体的使用过程中也需要基于不同的地质环境选择不同的PCD 及PDC 钻头类型。具体而言,主要包括以下几点因素:其一为岩石粒径,PCD 及PDC 钻头在钻进的过程中采用的是切削破岩的范式,因此岩性的粒度越大导致钻头的磨损越高,而对于松软的地层,岩石的粒径越大,转速却越快;其二为岩石塑性,塑性越大则转速越低,如果同时地层的硬度还很大,则转速更低;其三为岩石硬度,硬度越大则转速越低,对于高等硬度的地层,PCD 及PDC 钻头并不适用;其四为钻头比压,比压越高则转速越高。综上,PCD 及PDC 钻头适用于中等硬度及以下、塑性较低、粒径较小且钻头比压大的地质环境,相反则不适用。对于实际的油田,则可以根据油田地层的具体每一个参数的实际情况进行具体调整和型号的选择。

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