张 强，李燕青，易发全 (长江大学机械工程学院, 湖北 荆州 434023)

涡轮钻具及PDC钻头联合工作性能试验分析

张 强，李燕青，易发全 (长江大学机械工程学院, 湖北 荆州 434023)

涡轮钻具是一种有效的钻井工具。但是，仅有性能良好的涡轮钻具而没有与之配套的钻井工艺技术，会导致涡轮钻具的应用受到限制，使涡轮钻具的优越性得不到充分发挥。在试验和理论分析的基础上，进行了涡轮钻具及PDC钻头联合工作性能研究，建立了钻压与涡轮转速关系，回归出试验钻头、试验岩石在不同泥浆密度和粘度下钻压与涡轮转速关系的计算式，对指导涡轮钻具的应用，加快勘探速度，降低勘探成本具有十分重要的意义。

涡轮钻具；PDC钻头；钻速；钻压

涡轮钻具的钻进行为与钻头-岩石相互作用规律密切相关。PDC钻头在不同种类岩石上钻进时所表现出的钻压-扭矩-机械钻速之间的相互关系，对于优选涡轮钻井参数有重要的意义。为此，笔者在钻头实验架上，利用8in和12in PDC钻头分别对2种典型岩样——嘉陵江石灰岩(硬地层)和须家河砂岩(中硬地层)进行钻进，通过2种规格的钻头在2种典型岩石上的钻进规律进行对比试验，以了解涡轮钻具及PDC钻头联合工作性能。

1 试验部分

1.1试验装置

试验装置为30t钻头实验架,其相关参数为：钻压范围2～30t；转速范围0～200r/min；无级调速；钻头钻进的最大行程1200mm。实验架在垂直钻进的工况下所测量的参数有钻头钻压、扭矩、机械钻速、钻头转速等。

1.2钻进试验参数

钻进试验参数具体内容如下：①钻头转速。……