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PDC鉆頭使用方法

發(fā)布時間:2023-07-19 15:18:12 熱度:390 標簽:
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鉆頭使用前的準備工作: 

首先應仔細檢查前一只鉆頭的使用情況,了解鉆頭規(guī)徑的磨損狀態(tài),檢查鉆頭體上是否有缺落性的損壞(缺落部分如掉齒等會對即將入井的鉆頭造成傷害)。 

鉆頭的工作穩(wěn)定性對于防止井斜并最大程度地發(fā)揮鉆頭的性能具有重要作用,因此,使用PDC鉆頭時都推薦鉆頭在穩(wěn)定的工作狀態(tài)下鉆進。然而,由于具體的鉆井過程以及井眼條件的特殊性,有時并不需要刻意追求這種穩(wěn)定性。所有的穩(wěn)定器和擴眼器都應該檢測其外徑,以確保外徑尺寸不過大。 

操作指南 

新鉆頭首次鉆進: 

1.在鉆頭接近井底時將泵的排量開到最大,而后啟動轉盤,將轉速控制在30~60rpm。緩慢下鉆直至鉆頭接觸井底。 

2.為了形成新的井底,在鉆進最初的1m左右深度井眼的過程中,應該按照推薦的起始鉆壓值施加鉆壓。表中提供了不同尺寸的各種型號鉆頭的起始鉆壓值。鉆頭的起始工作參數(鉆壓和轉速)至少應維持鉆完一只鉆頭的長度。 

3.新的井底形成后,就可以平緩、均勻地增加鉆壓直至達到正常鉆進時的鉆壓水平。對于極軟地層,該鉆壓與起始鉆壓非常接近。對于較硬的地層,鉆頭磨合形成新井底將花費較長的時間,最終的正常工作鉆壓也較高。最佳的鉆壓值應該是:當鉆壓達到此值后,鉆頭的機械鉆速ROP不再隨著鉆壓新的增加而增加,或鉆頭扭矩已達到極限扭矩值。 

4.增加鉆頭轉速直至達到預期水平。鉆頭的最佳轉速應該是:當轉速達到此值后,鉆頭的機械鉆速ROP不再隨著轉速新的增加而增加,或鉆頭扭矩已達到極限扭矩值。通常情況下,鉆頭在較軟的巖石中鉆進時的機械鉆速ROP對轉速的變化更加敏感。對于較硬、研磨性較強的地層,高的鉆頭轉速易導致切削齒提前磨損失效。因此,及時監(jiān)測鉆頭鉆速ROP隨轉速RPM的變化情況是很重要的,這樣我們可以在最低的轉速下達到預期的機械鉆速,一般而言,推薦的鉆頭轉速范圍為60~240rpm。 

5.當鉆遇巖性變化的地層時,應連續(xù)監(jiān)測和調整鉆壓和轉速,以達到最優(yōu)的鉆頭壽命和鉆進速度。 

接單根: 

除了沒有磨合形成新井底的過程外,接單根時遵循與新鉆頭首次鉆進相似的規(guī)程。 

1.當鉆達方鉆桿尾端時,降低轉速至30~60rpm。 
2.制動剎車,不再送鉆,使鉆頭上的部分鉆壓在數分鐘內逐漸得以釋放。 
3.將鉆頭提離井底,停止鉆頭轉動。 
4.接單根完畢后,鉆頭重新入井。在鉆頭接近井底時開足鉆井泵排量,使井底泥漿充分循環(huán)。開動轉盤(或頂驅),轉速30~60rpm。 
5.鉆頭到達井底后,首先增加鉆壓,然后增加轉速,如前所述。 

井底馬達和定向鉆進 

在使用井底馬達時,鉆頭轉速范圍的控制是受到限制的。通常,巖層越硬,鉆頭轉速就應該越低。因此,充分了解巖性情況并據此選擇適宜的井底馬達是很重要的。AR系列鉆頭將PDC鉆頭的應用擴展到了更硬的地層,其推薦使用的是高扭矩、低轉速馬達。根據已有的技術資料,在定向鉆井中,AR系列鉆頭的造斜速度比常規(guī)鉆頭略低。所以,預計鉆頭造斜能力時應參照常規(guī)鉆頭作細微的調整,也可以根據當地的使用經驗進行適當調整。文獻SPE 24614中論述了抗回旋鉆頭在定向鉆井中的現場試驗情況。 

1.將鉆井泵排量開至正常鉆井時的一半,下放鉆頭至井底。在鉆頭開始旋轉后同時增加鉆壓和鉆井泵排量。如果鉆頭是在易泥包的極軟地層中開始鉆進的,則推薦開足鉆井泵排量。 

2.當定向井鉆具在旋轉模式下工作時,應使鉆桿的轉速維持較低的水平(20~40rpm)。 

鉆頭發(fā)生回旋的標志 

在鉆頭鉆進過程中出現以下現象: 

1.在高轉速(>120 RPM)下機械鉆速低(<12 ft./hr.); 
2.當改變鉆頭轉速時機械鉆速呈非線性變化; 
3.明顯的鉆柱振動。 

如果懷疑鉆頭發(fā)生回旋,應該采取以下措施: 

1. 降低轉速至30~50RPM; 
2. 加鉆壓直至鉆頭機械鉆速達到12ft./hr.或更高(注意不要超出推薦的最大鉆壓); 
3. 按照一定的增量增加轉速并繪制轉速――機械鉆速曲線,當曲線呈線性時說明鉆頭不再回旋。

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