关舒伟

(中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院，山东东营 257017)

新型孕镶金刚石钻头研制及试验

关舒伟

(中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院，山东东营 257017)

PDC钻头不适用于深部砂泥岩互层，而采用牙轮钻头钻进该类地层，存在钻头寿命短、进尺少、机械钻速低等问题，为解决该问题，研制了新型孕镶金刚石钻头。首先通过钻进试验，确定金刚石浓度为80%。该金刚石由40/45目和70/80目两种粒度组成，两种粒度的金刚石分别占金刚石总量的65%和35%，其中40/45目金刚石起提高机械钻速的作用，70/80目金刚石起增强耐磨性、延长钻头寿命的作用。接着通过测试不同配方基体的力学性能，优选出了碳化钨含量24%、其他骨架料22%、粘接剂54%的 D-6 号基体配方。最后设计了“B”形冠部、140°内锥角、20°后倾角、心部7颗φ16.0 mm优质PDC复合片防掏心结构的新型孕镶金刚石钻头。该钻头在元坝气田进行了试验，结果表明，在相同井段单只钻头的进尺与其他钻头相比平均增加了484.7%，机械钻速平均提高了150.8%。这表明，新型孕镶金刚石钻头为深部砂泥岩互层提供了一种新的高效破岩工具。

孕镶金刚石钻头 钻头设计 机械钻速 元坝气田

油气勘探开发过程中，在部分深部地层会钻遇砂泥岩互层(如元坝气田)，钻头须具有强耐磨性和剪切破岩性能，以提高机械钻速。由于该类地层可钻性差，PDC钻头不适用，而采用牙轮钻头钻进进尺少、机械钻速慢、需要频繁起下钻，因此主要采用孕镶金刚石钻头钻进。而现有孕镶金刚石钻头仅以磨削方式破岩，适合钻进研磨性强的砂岩层，如用来钻进相对较软的泥岩夹层则其机械钻速较PDC钻头低。……