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幾種PDC鉆頭失效形式及失效原因分析(一)

幾種PDC鉆頭失效形式及失效原因分析(一)

發布日期:2015-6-27 10:31:07  信息來源:本站原創

    1、研磨性磨損:復合片磨損面較平整,聚晶層和合金支撐部分一起磨損出平面,對鉆頭復合片類似砂輪一樣的磨損損壞方式。

    損壞原因:主要是鉆遇砂巖等研磨性較強的地層,如富石英砂巖和大牛地石盒子盒8組砂巖;目的是為砂巖地層的水平段鉆頭常以這種磨損方式出現。

    表現形式:鉆速逐漸變慢直至起鉆,如果不起鉆強行鉆進將磨損胎體導致鉆頭報廢。

    應對措施:低轉速高鉆壓;采用大排量攜巖,防止因攜巖不充分導致二次磨損;選擇步齒密度高的鉆頭、抗研磨性強的進口復合片。

    2、沖擊損毀。

    損壞原因:PDC復合片因受到過大的沖擊載荷而導致的損壞方式。過大的沖擊載荷來自兩方面,一是地層中的硬質點,如礫石層、鐵礦石等硬夾層,二是操作過程中鉆具組合和參數不當,導致憋鉆和跳鉆。在延長組的礫石、石盒子組雜色硬質泥巖中使用的鉆頭多出現沖擊損壞。

    表現形式:復合片脫層;斷齒;碎裂;

    應對措施:礫石含量高的層位;鉆遇夾層尤其出現憋鉆時,適當弱化鉆井參數;采用雙極切削結構的PDC鉆頭。

    3、熱磨損。聚晶金剛石層的熱穩定性差,在350-700℃時,切削齒的磨損速度很快,稱為熱磨損。溫度過高時,組成復合片的各物質由于熱膨脹系數不同而產生的內應力,使復合片產生裂紋,俗稱熱龜裂。

    表現形式:初期熱磨損為復合片完好,后期產生裂紋,直至整個復合片磨損掉一部分,甚至脫層。

    應對措施:防止干鉆;排量不宜過小,確保鉆頭充分冷卻;在硬地層鉆頭無法齒入巖石時,要使用低轉速。

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