适合强研磨性硬地层PDC-金刚石孕镶块混合钻头设计与应用.pdf

蹭油藏■25●一■

2018年2月

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DOI：10．3969／j．issn．1006—6535．2018．O1．035

适合强研磨性硬地层

PDC-金刚石孕镶块混合钻头设计与应用

王滨，李军，邹德永，杨宏伟，王凯

(1．中国石油大学(北京)，北京102249；2．中国石油大学(华东)，山东青岛266580；

3．中原油田第四高级中学，河南濮阳457001)

摘要：为提高PDC钻头在花岗岩、石英岩等硬、超硬地层及强研磨性地层中的适用性，设计了

一种前排为PDC齿、后排为金刚石孕镶块(简称孕镶块)的混合钻头，并通过室内实验对花岗

岩和硬砂岩中混合钻头最优布齿方式进行了研究。实验结果表明：2种岩石中纯PDC钻头钻

速均随PDC齿磨损高度的增加呈现先慢后快再慢的下降趋势，当PDC齿磨损高度超过临界

值以后(花岗岩为1．0mrtl，硬砂岩为0．5inn)，通过布置后排孕镶块可以再次提高混合钻头钻

速，混合钻头同时具有PDC钻头破岩效率高和金刚石钻头工作寿命长的双重优点；花岗岩中

钻头最优布齿方式为前排为PDC齿，后排孕镶块低于PDC主齿0．5～1．0mlTI同轨布置，硬砂

岩中钻头最优布齿方式为前排为PDC齿，后排孕镶块低于PDC主齿O．0～0．5mm同轨布置。

在室内实验基础上，设计2只混合钻头分别用于松辽盆地金山区块基底花岗岩和冀中雷家庄

断层区块石英岩地层，现场应用表明，相比于常规PDC钻头和牙轮钻头，混合钻头具有更高的

机械钻速和更长的使用寿命，有效缩短了钻井周期，节约了钻井成本，具有广阔的应用前景。

关键词：PDC；金刚石孕镶块；混合钻头；强研磨性硬岩；钻速

中图分类号：TE242文献标识码：A文章编号：1006～6535(2018)01—0169—06

DesignandApplicationofaPDCHybridDrillBitwithImpregnatedDiamondInsertfortheHardFormationwithStrongAbrasivity

WangBin，LiJun，ZouDeyong，YangHongwei，WangKai

(1．ChinaUniversityofPetroleum(Bejiing)，Befiing102249，China；

2．ChinaUniversityofPetroleum(EastChina)，Qingdao，Shandong266580，China；

3．SinopecZhongyuanOilfieldBranchCompanyNo．4HighSchool。Puyang。Henan457001，China)

Abstract：InordertoimprovetheapplicabilityofPDCdrillbitingranite，quartziteandotherhard，ultra—hardand

stronglyabrasiveformations-ahybriddrillbitwithPDCtoothinthef