肯尼亞地?zé)豳Y源富集區(qū)地層具有硬度高、研磨性高和地層溫度極高等特點,鉆井難度大、效率低。通過對高溫地?zé)徙@井鉆頭破巖機理的認識,結(jié)合高研磨性地層PDC鉆頭設(shè)計經(jīng)驗,通過優(yōu)化PDC切削齒結(jié)構(gòu),創(chuàng)新PDC"扁噴嘴"水眼結(jié)構(gòu),優(yōu)選耐熱耐沖擊PDC復(fù)合片并突破國內(nèi)脫鈷技術(shù)極限,設(shè)計并研制了超高溫地?zé)崮湍DC鉆頭,在現(xiàn)場取得了成功應(yīng)用�，F(xiàn)場應(yīng)用結(jié)果表明,相比牙輪鉆頭平均機械鉆速提高91%以上,單只PDC鉆頭壽命相當于6.3只牙輪鉆頭,有力推動了超高溫地?zé)徙@井技術(shù)的進步。

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【部分圖文】：

圖1PDC鉆頭3D設(shè)計模型圖

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)研的鉆頭使用情況及高研磨性硬地層PDC鉆頭設(shè)計經(jīng)驗，設(shè)計了一種適用于?215.9mm井眼的地?zé)徙@井PDC鉆頭。采用5刀翼胎體式結(jié)構(gòu)，保徑長度:94mm，主切削齒:21枚/?19mm，規(guī)徑齒:12枚/?16mm，二級后備齒:17枚/?16mm，倒劃眼齒:5枚/?1....

圖2PDC鉆頭各切削齒切削體積分布圖

通過仿真分析還發(fā)現(xiàn)，在一個單位時間段內(nèi)第11、13號齒的切削體積相對于其他齒明顯偏高，而這顆齒正好位于鉆頭冠頂位置的外側(cè)鉆頭最易受到破壞的部分，而第4和第15顆齒的切削體積又相對較小，如圖2所示。后續(xù)鉆頭設(shè)計主要針對以上問題進行相應(yīng)調(diào)整，比如通過調(diào)整這些齒的定位半徑，使其各切削齒....

圖3“扁噴嘴”水力結(jié)構(gòu)設(shè)計

在相同的排量及泵壓下，常規(guī)鉆頭由于噴嘴過流面積小且噴嘴數(shù)量較少，總過流面積小，因此整體噴射流速較高;對于“扁噴嘴”鉆頭，其有效過流面積增大，整體流速有所降低，且鉆頭處壓耗較低，可更有效利用鉆井循環(huán)系統(tǒng)的水力能量。而且，“扁噴嘴”對于整個刀翼的冷卻清洗較為均勻，切削齒表面流速值的梯....

圖4扁噴嘴介質(zhì)流速云圖

圖3“扁噴嘴”水力結(jié)構(gòu)設(shè)計3.PDC復(fù)合片優(yōu)選

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