局部扩径双翼扩孔钻头的研制.pdf

48 探矿工程(岩土钻掘工程) 2014年第 41卷第3期 局部扩径双翼扩孔钻头的研制 刘克林，张志罡，王晓琴 (河南省煤 田地质局四队，河南平顶山467000) 摘 要：在研究应用于煤层气掏穴井的局部扩径扩孔钻头的基础上，成功研制PS--150／700D型局部扩径双翼扩孔 钻头。介绍了新型扩孔钻头的结构、射流作用力计算、设计要点和主要技术参数。试验结果表明，该钻头结构合 理 ，使用安全可靠，能满足煤层气掏穴井的施_【需要。 关键词：局部扩径；扩孔钻头；煤层气井 中图分类号：P634．4 1 文献标识码：A 文章编号：1672—7428(2014)03—0048—04 DevelopmentofLocalDiameterExpansionDoubleW ingsReamingBit／LIU 一lin．ZHANGZhi—gang．WANGXiao— qin(The4thTeam，CoalfieldGeologyBureauofHenanProvince，PingdingshanHenan467000，China) Abstract：BasedontheresearchonlocaldiameterexpansionreamingbitforCBM wellwithlocaldiameterexpansion，PS 一 150／700D localdiameterexpansiondoublewingsreamingbitissuccessfullydeveloped．Thepaperintroducesthisnew reamingbitaboutitsstructure，jetforcecalculation，designpointsandmaintechnicalparanleters．Thetestresultsshow thatthedrillbitisreasonableinstructure，safeandreliableinuse，cansatisfytheconsturctionneedofCBM wellwithlocal diameterexpansion． Keywords：localdiameterexpansion；reamingbit；CBM well 1 概述 局部扩径是指采用钻掘手段将本已存在的钻孔 井眼，原位扩大为直径更大的孔眼的过程。该项技 术始于20世纪初 的油气钻井。应用该技术的基本 意图是解决孔眼缩径、井壁坍塌等钻进难题。随着 煤层气开发的进展，局部扩径技术逐步进入煤层气 掏穴井的施工领域。与油气钻井不同，煤层气掏穴 井要求在垂直钻孔的目的煤层段，利用机械的方法 形成一个远远大于原钻孔直径的洞穴。 局部扩径扩孔钻头是应用于局部扩径钻进的关 键工具，分为固定刀翼和活动刀翼两大类型。由于固 定刀翼扩孔钻头扩孔直径变化范围小，不符合煤层 气掏穴井施工的要求。目前应用于煤层气掏穴井施 工的均为活动刀翼扩孑L钻头，主要有靠活塞与连杆 图 I 机械造穴32具 推动刀翼打开的机械造穴工具 (如图1所示)和靠 回收，无法起钻的事故；单翼扩孔掏穴钻头在掏穴钻 钻井液喷射反作用力推动刀翼打开的单翼扩孔掏穴 进中，稳定性差，遇煤层夹矸石易造成刀翼提前损 钻头(如图2所示)两种形式。其中，国内煤层气掏 穴井施工中应用较为广泛的为单翼扩孔掏穴钻头。 坏，不能正常使用(如图3所示)。 随着在煤层气掏穴井施工中的大量应用，机械 在总结应用经验的基础上，我们研制成功了Ps 造穴工具和单翼扩孔掏穴钻头表现出一些应用上的 一 150／700D型局部扩径双翼扩孔钻头，初步现场试 缺陷。机械掏穴工具由于结构上的原因，会因为 验证明，利用此钻头掏穴扩孑L稳定性好，安全性好，