經(jīng)過(guò)了幾十年的創(chuàng)新歷程，鉆頭設(shè)計(jì)者們面對(duì)新的鉆井系統(tǒng)及多變的現(xiàn)場(chǎng)條件的挑戰(zhàn)，積極采取解決方案。

新設(shè)計(jì)開發(fā)的特色鉆頭、切削齒、扶正器，很好地解決了現(xiàn)場(chǎng)遇到的新難題，這些技術(shù)主要涉及用于可導(dǎo)向旋轉(zhuǎn)鉆井系統(tǒng)及隨鉆套管的ｐｄｃ及牙輪鉆頭。

貝克石油工具公司

套管開窗新技術(shù)

用于現(xiàn)有井眼的造斜器及套管開窗技術(shù)已實(shí)施了多年。這一技術(shù)一般是在預(yù)定井深處安放帶有開窗銑鞋的造斜器，然后從造斜器上開栓取下開窗銑鞋，并推動(dòng)銑鞋向前開窗。

通常，在研磨性堅(jiān)硬地層，銑鞋的金屬切削元件會(huì)在套管外即被快速磨蝕掉，由此需要下入一只地層鉆頭來(lái)鉆出足夠長(zhǎng)的鼠洞以容納另一個(gè)ｂｈａ（井底鉆具組合）。目前這種操作更加重要，因?yàn)樵陂_鉆之前，通常要求有延伸的鼠洞以在套管外安放較長(zhǎng)的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆具組合。這一外加的下鉆作業(yè)取決于開窗深度，需要２天的鉆機(jī)工作時(shí)間，明顯增加了鉆井成本。所以理想狀況是開窗及鉆鼠洞能一次性完成，以提高作業(yè)效率、削減成本。

解決方案

貝克石油工具公司與其姊妹公司休斯·克里斯坦森公司一道開發(fā)出了ｐａｔｈｍａｋｅｒ開窗銑鞋，引入了休斯·克里斯坦森公司的ｇｅｎｅｓｉｓ系列金剛石技術(shù)。這一新型套管開窗銑鞋使用了特殊的聚晶金剛石切削齒粉料，能同時(shí)有效地切削金屬和地層。

新型開窗銑鞋提高了套管鉆削及地層鉆進(jìn)性能。其中，螺旋線布齒減少了振動(dòng)，大流道提供了足夠的冷卻作用從而增加了ｐｄｃ齒的耐用性。通過(guò)一次下鉆即可完成硬地層的套管開窗，節(jié)省了時(shí)間及經(jīng)費(fèi)。并且，該銑鞋可適用于貝克石油工具公司的任何一種造斜器裝置，或者可以單獨(dú)使用。在某些硬地層，與普通銑鞋相比，ｐａｔｈｍａｋｅｒ銑鞋還可施加額外的強(qiáng)度。

現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

ｐａｔｈｍａｋｅｒ開窗銑鞋在全球一些高難度的套管開窗作業(yè)中彰顯了不凡的實(shí)力。在落基山項(xiàng)目中，鉆井作業(yè)商需要在３５６１米深處的７英寸、４８千克／米的套管上開窗，以便在白云砂巖地層進(jìn)行開窗側(cè)鉆，地層抗壓強(qiáng)度２０７兆帕。一般使用一只６ｘｘ ｉａｄｃ系列的鑲齒牙輪鉆頭來(lái)鉆此地層。

通常情況下，需要三次下鉆才能完成該地層的套管開窗。但是，ｐａｔｈｍａｋｅｒ開窗銑鞋在首次工作時(shí)僅用了１０個(gè)小時(shí)就開了３．７米的窗并鉆進(jìn)３米，節(jié)省了２天多的鉆機(jī)時(shí)間。接著該開窗銑鞋又在同一井眼中工作了１０個(gè)小時(shí)鉆出了另一個(gè)３．７米的窗及１．５米的鼠洞。

其他現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況如下：

北海---節(jié)省了２天的鉆機(jī)時(shí)間。在硬磨蝕砂巖中僅用了１５個(gè)小時(shí)即一次性地在３１８７米（測(cè)量井深）的９５／８英寸、７０千克／米套管處開了一個(gè)４．９米的窗及５．５米的鼠洞。

美國(guó)---一只直徑為１２１／４英寸的銑鞋、定向鉆井裝置及造斜器在鹽巖３６２７米深處的１３５／８英寸的１３１．４千克／米、ｑ－１２５套管上開窗并鉆出了３６．６米的鼠洞，一次作業(yè)即從垂直方向造斜４度以上。在此深水井中，使用了旋轉(zhuǎn)可導(dǎo)向裝置通過(guò)一次下鉆來(lái)鉆該井段。不僅省去了一次過(guò)渡性造斜下鉆，也節(jié)省了大量的時(shí)間和金錢。

史密斯鉆頭公司

迎戰(zhàn)高溫工作環(huán)境的耐用切削齒

史密斯鉆頭公司的地質(zhì)金剛石 ｈｏｔ（高作業(yè)溫度）切削齒滿足了切削齒與巖石作用時(shí)交接面的熱性能。與普通ｐｄｃ切削齒相比，這種切削齒的耐磨性增加了１～４倍。由此，鑲裝ｈｏｔ切削齒的鉆頭的耐用性明顯有所增強(qiáng)，且ｐｄｃ鉆頭的整體性能也有所改進(jìn)。這些優(yōu)勢(shì)都已在夾層地段、砂巖及粉砂巖的鉆井應(yīng)用中得到了證實(shí)。

在開發(fā)出ｈｏｔ切削齒之前，耐用性的增長(zhǎng)通常是以抗沖擊性的減弱為代價(jià)的。經(jīng)過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)及材料方面的革新，切削齒的耐用性有所提高，而無(wú)損于抗沖擊性。實(shí)驗(yàn)室及現(xiàn)場(chǎng)的試驗(yàn)均表明切削齒的掉塊現(xiàn)象有明顯改善。這是因?yàn)閷?duì)較長(zhǎng)時(shí)間作用在切削齒原有幾何形狀上的應(yīng)力區(qū)分布進(jìn)行了優(yōu)化。

這種改進(jìn)型切削齒保持尖銳度的時(shí)間要長(zhǎng)于普通切削齒。通過(guò)從一開始就防止細(xì)微熱裂紋的發(fā)生，切削齒的耐磨性有了顯著提高。在以切削齒受損為主要失效形式的鉆井應(yīng)用中，切削齒耐磨性的提高理所當(dāng)然地導(dǎo)致了進(jìn)尺的增加及機(jī)械鉆速的提高。這使得鑲裝ｈｏｔ切削齒的鉆頭能鉆出比以往深得多的地層。這一產(chǎn)品已在美國(guó)、加拿大、拉丁美洲、遠(yuǎn)東等多個(gè)市場(chǎng)得到成功使用。

以上是網(wǎng)絡(luò)信息轉(zhuǎn)載，信息真實(shí)性自行斟酌。