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簡述聚晶金剛石復合片鉆頭結構之鉆頭基體

簡述聚晶金剛石復合片鉆頭結構之鉆頭基體

發布日期:2015-7-13 14:54:47  信息來源:本站原創

    聚晶金剛石復合片鉆頭,簡稱PDC鉆頭。它是用聚晶金剛石(薄圓片狀)做成小型切削塊鑲裝或燒結到鉆頭體上而形成的。PDC鉆頭適于鉆軟到中硬地層,單位進尺成本低,它自70年代出現以來,已逐漸取代了金剛石鉆頭而廣泛應用于石油鉆井。

    鉆頭基體的PDC鉆頭結構中的其中一部分,鉆頭基體按鉆頭體材料及制造方法,PDC鉆頭可分為鋼體PDC鉆頭和碳化鎢胎體PDC鉆頭。

    鋼體式PDC鉆頭的表面不耐沖蝕,規徑易于磨小,而胎體式鉆頭的碳化鎢合金耐沖蝕、耐磨損,允許使用較高的鉆頭壓力降、較高鉆井液含砂量,易于進行優化水力設計,具有較大的設計靈活性,鉆頭壽命較長。

    PDC鉆頭基體有四種基本冠部外形:魚尾形、淺錐形、短拋物線形和拋物線形。

    a.魚尾形PDC鉆頭的翼片很長,增加了復合片的出刃高度,同時也增加了鉆頭冠部與地層之間的間隙,使巖屑易于排向環形空間不致于粘附于鉆頭體,有利于射流的潔洗。這種鉆頭的***大特點是能減少泥包和與泥包相關的鉆井問題。魚尾形PDC鉆頭適用于轉盤鉆井的直井和定向井鉆進,適于鉆進粘性極高的泥頁巖層。

    b.淺錐形PDC鉆頭在四種冠部形狀中,冠部面積***小,水力能量集中,易于清洗。由于其外形依靠較長的保徑和適當的扶正,因而在快速鉆進中,也能保持方位和井斜的穩定。這種鉆頭復合片密度不易過大,而且只能用于轉盤鉆井,適用于鉆進夾層。

    c.短拋物線形鉆頭有一個帶錐度的冠部,其冠頂相當圓頓。這種設計可使鉆頭外側布置更多數量的切削齒,使鉆頭的磨損更為平衡。短拋物線形PDc鉆頭用于轉盤鉆井、井下動力鉆井及定向鉆井都比較穩定,***適合于鉆可能遇到硬夾層的地區。

    d.拋物線形鉆頭的整個冠部載荷分布均勻,無明顯載荷過渡區,載荷不致過分集中。這種冠部外形可使鉆頭肩部及規徑部位布更多的切削齒,故***適合于高速井下動力鉆進。拋物線形鉆頭具有良好的磨損壽命,但該型鉆頭具有較大的冠部表面,要求較高的流量和水力能量來實現清洗和冷卻,鉆頭的鼻部在鉆夾層時局受損壞。

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