APP下载

贝克休斯公司研制出可辅助控制井眼轨迹的PDC钻头

2019-02-16石钻

石油钻探技术 2019年6期
关键词:衬垫井眼侧向

目前,多用水平井开发非常规油气藏,用弯壳体井下马达和旋转导向系统控制井眼轨迹,在钻进过程中常因钻头移动、地层推动等外力导致井眼轨迹发生偏移,需通过滑动钻进调整井眼轨迹,这会严重影响机械钻速。常规PDC钻头在定向钻井中的主要作用是实现预期的造斜率和机械钻速,对井眼轨迹控制的帮助不大。为此,贝克休斯公司研制了带保径衬垫的、可辅助控制井眼轨迹的PDC钻头(以下简称防移动PDC钻头)。与常规PDC钻头相比,该钻头具有防移动功能,可以减少不必要的井眼轨迹偏移,还可以在更短的钻井时间内钻出高质量的井眼,降低钻井成本。

与常规带保径衬垫的PDC钻头相比,防移动PDC钻头主要优化了保径衬垫的设计,其目的是使钻头的侧向切削能力随着侧向力的变化而发生改变。因此,具体的设计原则是:防移动保径衬垫的功能在于提供足够的支撑表面,以抵抗较小的横向运动,但该支撑表面不能太大,以避免降低钻头的侧向切削能力;在钻头保径的顶部或附近最靠近柄部的地方,耐磨带在保径条和保径齿排之间具有较大的离隙表面;该保径衬垫的作用,是以非常小的钻头倾斜角与井壁接触,防止井眼轨迹产生细微偏移;当井底钻具组合受到的侧向力足够大时,钻头仍能有效切削侧向井壁,获得所需要的造斜率。总之,贝克休斯公司设计的防移动PDC钻头,在较小的横向力(如由钻头移动、井底钻具组合移动或地层推动而产生的力)作用下,钻头的横向运动较小,可以保证沿设计的井眼轨道钻进;在较大的侧向力作用下,钻头将提供正常的侧向切削量以实现所需要的造斜率。

目前,防移动PDC钻头在北美长水平段水平井中进行了应用,并与常规PDC钻头的应用效果进行了对比。现场应用结果表明:该PDC钻头能够有效解决地层因素(倾角、地层界面等)对水平井段井眼轨迹的影响,可减小狗腿严重度,从而提高井身质量;同时,因为所钻井眼更直,缩短了滑动钻井进尺,在相同长度的设计井段内,其需要的钻井时间比常规PDC钻头要短。

猜你喜欢

衬垫井眼侧向
陶瓷衬垫在压力容器焊接中的应用研究
多绳摩擦式提升机摩擦衬垫研究综述
摩阻判断井眼情况的误差探讨
军航无人机与民航航班侧向碰撞风险评估
煤层气多分支水平井分支井眼重入筛管完井技术
矿井提升机天轮衬垫的分析与应用
盾构隧道橡胶止水衬垫防水性能研究
侧向风场中无人机的飞行研究
长庆油田储气库水平井大井眼钻井技术
乘用车侧向安全气囊性能稳定的研究