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PDC钻头布齿计算方法的研究现状及发展

Shiyou jixie, 2015
PDC钻头布齿计算是为了确定钻头上各个切削齿在空间中的坐标位置。针对同一优化目标不同的计算方法得出的切削齿位置差别很大，设计出的PDC钻头性能也会截然不同。以近年来国内外PDC钻头布齿设计研究的文献为基础，论述了PDC钻头3原则布齿和力平衡布齿的最新进展，提出了研究中存在的问题。经分析知，PDC钻头布齿设计的计算方法大多以经典3原则为基础，且以等体积为布齿原则进行计算的研究较多；力平衡布齿是PDC钻头稳定性设计的核心，但由于对切削载荷模型研究的限制，其结果与实际差距较大 ...
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定向喷嘴布置对PDC钻头齿清洗能力的影响

Shiyou jixie, 2012
PDC钻头齿的清洗能力对PDC钻头破岩和清岩影响很大，定向喷嘴则有利于钻头齿的清岩，研究定向喷嘴的布置具有重要意义。使用数值模拟的方法研究了定向喷嘴数量、孔径、喷速等因素对PDC钻头齿清洗效果的影响。研究结果表明，5喷嘴的PDC钻头齿清洗能力较强；钻头齿清洗能力随喷嘴孔径增大而增强；喷射角小的喷嘴射流流场不利于流体向上举升岩屑。将定向喷嘴优化并配合常规水力结构设计可以在PDC钻头预防和清除泥包方面发挥自身的优势，最终达到提高机械钻速的目的。
黄英勇, 李根生, 付加胜
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伊朗雅达油田PDC钻头开发

Shiyou jixie, 2014
针对伊朗雅达油田存在的上井困难、产品更新速度慢、产品针对性不强及井身结构不稳定等问题，在油田地层特点分析、邻井钻头分析和钻井工艺调研的基础上，开发了上部泥岩层段高速PDC钻头、下部致密灰岩层段高攻击性PDC钻头及Savark水平井钻头，并对开发的钻头进行了优化和应用。现场应用结果表明，在不同层段应用PDC钻头能大幅提高机械钻速和进尺，提高钻井效率，节约钻井成本，形成了碳酸盐岩地层新的钻头设计方法。
洪春玲, 石志明
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锥形PDC齿钻头的研制及室内试验评价

Shiyou jixie, 2015
为了提高研磨性硬地层的破岩效率，设计了2种锥顶尺寸分别是5.5和.0 mm的新型锥形PDC齿。这种锥形PDC齿采用“犁削”破岩方式，比常规PDC复合片“切削”破岩方式更具攻击性。为了验证这种锥形PDC齿破岩效率，采用锥形PDC齿和PDC复合片制造了3种类型、5种型号直径为100 mm的试验钻头，在室内完成了花岗岩和硬砂岩2种岩样在5种钻压（10、15、20、25和30 kN）、2种转速（49和101 r/min）情况下的破岩试验。试验结果表明 ...
杨顺辉
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川东北海相地层PDC钻头优化设计及应用

Shiyou jixie, 2012
针对川东北地区海相地层钻井速度慢、周期长等问题，采用室内试验、统计分析与理论研究相结合的方法，对海相地层抗钻特性进行分析，对高效破岩工具进行了优化设计，优选出适合海相地层PDC钻头的切削齿尺寸和后倾角。从剖面形状设计、布齿设计、力平衡设计和水力设计等方面对PDC钻头进行优化设计，研制出适合川东北海相地层高效钻进的个性化PDC钻头。现场应用结果表明，研制的P613MRR型PDC钻头能够大幅度提高机械钻速和钻头进尺，降低钻井成本，为海相地层的高效开发提供有力保障。
曹文学, 曹继飞
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一种切削-研磨型孕镶金刚石钻头的研制及应用

Shiyou jixie, 2014
准噶尔盆地火成岩地层钻进过程中机械钻速低，钻井周期长，严重影响了石炭系目的层的勘探开发进程。为此，采用高强度、超耐磨的PDC型金刚石孕镶块作为主要破岩元件，研制了一种新型切削研磨型孕镶金刚石钻头。该钻头综合了孕镶钻头和PDC钻头的技术优势，增强了钻头对地层的适应性。现场试验结果表明，新型钻头的平均机械钻速0.71 m/h，单只钻头进尺86.5 m，与高效牙轮钻头相比，平均机械钻速提高约20%，单只钻头进尺增加约302%。该钻头为今后准噶尔盆地火成岩地层的优质快速钻井提供了一种有效的技术手段。
赵洪山, 温林荣, 张坤, 朱孑明
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PDC钻头单齿“攻击性”布齿研究及有限元分析

Shiyou jixie, 2014
为深入了解PDC钻头的“攻击性”，通过试验及有限元仿真等方法对PDC钻头的几何参数、布齿规律与钻压、扭矩和破岩效率之间的相互关系进行研究分析，得到如下结论：①前倾角A、侧转角B、切削面倾斜角C对“攻击性”影响大小为A＞C＞B，“攻击性”随前倾角A的增大而减小；②前倾角A的适合取值范围为17°～21°；③为保证整个钻头上切削齿“攻击性”的一致性，远离钻头中心的切削齿宜采用稍大的前倾角，可取19°～21°，靠近钻头中心的切削齿宜采用稍小的前倾角，可取17°～19 ...
张强, 李丁, 景文清, 胡珊珊, 陈治   +4 more
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PDC钻头各向异性指数的计算方法研究

Shiyou jixie, 2014
准确预测PDC钻头的各向异性指数能够提高定向钻井井眼轨迹的控制能力。在分析PDC钻头在井底的运动状态并给出其切削面积的计算方法之后，采用直线双圆弧型钻头剖面设计，建立切削面积与钻速的函数关系式，进而建立了钻头受力与钻速的关系模型。验证试验结果表明各向异性指数的计算值与试验值相符合。分析了钻头结构对各向异性指数的影响规律，指出当钻头剖面形状是浅内锥短外锥时，各向异性指数最大；钻头的保径长度越长，各向异性指数越小。
王家骏, 邹德永, 姜鑫, 于金平, 郭玉龙, 赵健   +5 more
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PDC全钻头破岩数值模拟及试验研究

Shiyou jixie, 2015
为了分析PDC全钻头破岩中单齿受力，一方面通过对比不同切削参数影响下，PDC单齿破岩数值模拟中采用的MohrCoulomb本构模型与Drucker Prager本构模型计算结果，评判了模型的计算效率与精度；另一方面进行了PDC全钻头破岩试验，建立了同比条件下更为精细化网格的PDC全钻头破岩有限元模型，将数值模拟结果与试验结果进行了对比。分析结果表明，在不同的工况下，MohrCoulomb模型计算的结果误差虽然比Drucker Prager模型略高，但Mohr ...
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水力振荡器的研制及现场试验

Shiyou jixie, 2014
应用水力振荡器可有效降低滑动钻进钻具组合与井壁间的摩擦力并有效改善钻压传递，减小井下扭转，减轻横向振动并提高机械钻速，延长PDC钻头的使用寿命。为此，开展了水力振荡器的研制工作。介绍了水力脉冲轴向振荡减阻钻井技术的减阻原理，对水力振荡器的主要结构进行了技术分析。胜利油田3口井的试验结果表明，工具原理正确，结构可靠，压力损耗4.5 Mpa左右，工作寿命超过100 h，可提高机械钻速20%以上；同时还可改善定向钻进工具面的控制，有效提高定向能力。水力振荡器对常规PDC钻头及牙轮钻头具有良好的适应性。
张辉, 吴仲华, 蔡文军
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