改进的钢齿牙轮钻头威力倍增螺旋线
时间：2022/07/26 14:31:28 编辑：
改进的钢齿牙轮钻头威力倍增
尽管PDC钻头正在日益蚕食着传统的牙轮钻头市场，但在美国墨西哥湾地区，近一半的钻井总进尺仍然是由钢齿牙轮钻头钻进完成的。<BR><BR> 新型钢齿钻头切削结构既要提高钻头机械钻速，又不会牺牲其耐用性。新型高速钢齿牙轮钻头具有专利权的金字塔形钢齿是关键，这种齿形使钻头切削结构不仅更具进攻性，而且能使钻头切削结构在钝化之前保持良好状态的时间更长。<BR><BR> 在美国墨西哥湾区域，一般是用81/2英寸钻头在3657～5486米井段范围内钻进，泥浆密度为2037~2277千克/立方米。<BR><BR> 为了提高81/2英寸I－ADC117钢齿牙轮钻头在美国墨西哥湾区域钻井中的机械钻速，美国休斯·克里斯坦森公司开发出一种名为FastMax的新型高速钢齿牙轮钻头。钻头内排为金字塔形齿，外排为凿形齿，且外排凿形齿的齿顶要比常规齿的齿顶短一些。新型钻头上采用与常规钻头相似的齿高和牙轮偏移值，但多增加了两排齿。与常规钻头上的凿形内排齿相比，新型钻头上金字塔形齿的齿顶长度要短得多，这为增加齿排提供了空间。<BR><BR> 金字塔形的齿还为在中间齿排之间设计出更宽的间隙提供了空间，这样的设计对防止钻头泥包相当有益。另外，在新型钻头上还设计了一种抗重复研磨齿排，在其中一个牙轮上的中间齿排内设计了总数约为常规齿数两倍的齿，用以破碎那种用常规钻头常常会遗留下的大量需重复研磨的井底岩层。<BR><BR> 研发小组还开发出一种具有超强耐磨性能的新型高速钢齿牙轮钻头，用于在高研磨性地层中钻更长的井段或是钻多个井段；设计出一种改进型钻头保径结构，以防止钻头缩径并减小钻头外排齿和保径齿之间的牙轮壳体冲蚀；开发出一种改进型钻头牙掌掌尖保护结构。<BR><BR> 新型FastMax钻头在美国墨西哥湾区域、路易斯安那州南部以及得克萨斯州得以广泛应用，所试验的钻头包括81/2、83/4、97/8、121/4以及171/2英寸的HVST钻头，不但机械钻速和钻井进尺有很大提高，这些新型钻头同时还展示了切削齿磨损量的减小和极强的钻头保径能力，新型掌尖的寿命和耐用性也有大幅改善。<BR><BR> 在美国路易斯安那海上区域的密西西比峡谷的砂岩和页岩交替地层中，一只97/8英寸的新型HVST钻头采用中度钻井参数，以16.8米/小时的钻速在76个小时内钻完了1278米井段，平均机械钻速提高了10%；另一只新型HVST钻头采用更激进的钻井参数以22.6米/小时的钻速在59.5个小时内钻完了1339米井段，机械钻速提高了46%，为钻井作业商节约了13.9万美元的钻井费用。这两只钻头从井中取出后的钝化状态都十分良好。<BR><BR> 综上所述，新型Fast-Max高速钢齿牙轮钻头在美属墨西哥湾区域能实现比常规钢齿钻头更高的机械钻速，同时这种钻头的使用寿命、耐用性和保径能力均有很大改善，能在切削齿和钻头直径磨损较小的情况下钻出更长的井段；在使用这种新型钻头时应对钻头施加中等的钻压并保证钻头良好的水力供给，这样才能完全发挥这种钻头机械钻速高的优势；由于这种新型HVST钻头可实现更高的机械钻速和更长的钻头寿命，因而能够以更短的钻井时间、更大的单只钻头进尺、更少的起下钻次数以及更少的非工作时间钻完整个井段，因此所需购买的钢齿钻头数量更少；尽管PDC钻头的性能也在不断改进，但由于这种新型HVST钢齿牙轮钻头能大幅提高综合钻井经济效益，因而仍将会使钢齿钻头的总钻井进尺继续在美属墨西哥湾区域占有相当大的比例。<BR>