1、牙輪鉆頭的選型與應(yīng)用,目的意義： 鉆頭類型不同，性能不同; 同一類型鉆頭，結(jié)構(gòu)參數(shù)不同，性能不同; 同一型號鉆頭，廠家不同，性能不同。 選擇哪一種類型的鉆頭，同種鉆頭選擇哪一種型號的鉆頭，同一種型號選擇哪一個廠家的鉆頭，直接關(guān)系到鉆井速度與鉆井成本。因此鉆頭優(yōu)選對于提高鉆井速度降低鉆井成本具有重要意義。,1.不同類型鉆頭機(jī)械鉆速與鉆頭壽命百分比的關(guān)系,機(jī)械鉆速,鉆頭壽命百分比,分析：不同類型鉆頭，機(jī)械鉆速的總體差異； 不同類型鉆頭，機(jī)械鉆速隨鉆頭新度的變化規(guī)律。,一、不同鉆頭類型性能的差異,2.鉆頭的使用范圍對比,3.不同鉆頭類型性能比較,二、鉆頭選型原則 鉆頭選型的原則是使鉆頭的每米成本最低

2、。目標(biāo)函數(shù)：單位進(jìn)尺成本。,鉆頭單位進(jìn)尺成本: 式中 Cpm單位進(jìn)尺成本，元/每米 Cb鉆頭成本，元； Cr 鉆機(jī)作業(yè)費(fèi)，元/每小時； t鉆頭純鉆進(jìn)時間， tt輔助時間（起下鉆及接單根時間）， H鉆頭進(jìn)尺。,例題： 某一型號PDC成本10萬元，鉆頭鉆進(jìn)1500米后報(bào)廢，此鉆頭純鉆時間100小時，輔助鉆進(jìn)時間100小時，鉆機(jī)日費(fèi)2.4萬元，計(jì)算該鉆頭的平均機(jī)械鉆速和單位進(jìn)尺成本？,解： 鉆頭平均機(jī)械鉆速：,鉆頭單位進(jìn)尺成本：,三、鉆頭選型的依據(jù),1.地層條件 所鉆地層巖石的機(jī)械力學(xué)特性，可鉆性；地層的均質(zhì)性、地層的完整性、地層造斜特性、地層溫度等。 2.鉆井方式 旋轉(zhuǎn)鉆井；動力鉆具；復(fù)合鉆井 3

3、.軌跡控制 造斜、穩(wěn)斜 4.井眼尺寸 5.地質(zhì)設(shè)計(jì)要求 如巖屑錄井、取心等。,四、鉆頭選型方法,1.根據(jù)地層條件、鉆井方式、井眼軌跡控制要求、井眼尺寸以及地質(zhì)要求選擇合適的鉆頭類型。 2.根據(jù)地層條件和鉆頭特性，選擇鉆頭型號。 3.對于同一地層使用的不同類型、型號的鉆頭，以“單位進(jìn)尺成本”作為評價指標(biāo)，優(yōu)選最佳鉆頭類型和型號 宗旨：以鉆頭每米成本最低為原則。(具體方法見第四節(jié)資料）,五、鉆頭分類及編號,全世界牙輪鉆頭的生產(chǎn)廠家眾多，類型和結(jié)構(gòu)繁雜，為廠便于牙輪鉆頭的選擇和使用，國際鉆井承包商協(xié)會(IADC International Association Of Drilling Contra

4、ctors)于1972年制訂了全世界第一個牙輪鉆頭的分類標(biāo)準(zhǔn)，各鉆頭廠家生產(chǎn)的鉆頭雖有自己的代號，但都標(biāo)注了相應(yīng)的IADC編號。1987年IADC將原有分類方法及編號進(jìn)行了修改和完善，形成廠現(xiàn)在的分類及編號方法。 這個在世界范圍內(nèi)的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)對鉆頭的分類、設(shè)計(jì)、制造、選型和使用都具有重要意義。,1.IADC牙輪鉆頭分類方法及編號,IADC規(guī)定，牙輪鉆頭分類及編號由四位字碼組成。,各字碼的意義如下： 第一位字碼為系列代號，用數(shù)字18分別表示八個系列，表示鉆頭牙齒特征及所適用的地層： 1銑齒，低抗壓強(qiáng)度高可鉆性的軟地層； 2一銑齒，高抗壓強(qiáng)度的中到中硬地層； 3一銑齒，中等研磨性或研磨性的硬地層；

5、4一鑲齒，低抗壓強(qiáng)度高可鉆性的軟地層； 5一鑲齒，低抗壓強(qiáng)度的軟到中硬地層； 6一鑲齒，高抗壓強(qiáng)度的中硬地層； 7一鑲齒，中等研磨性或研磨性的硬地層； 8一鑲齒，高研磨性的極硬地層。,第二位字碼為巖性級別代號，用數(shù)字14分別表示在第一位數(shù)碼表示的鉆頭所適用的地層中再依次從軟到硬分為四個等級。 第三位字碼為鉆頭結(jié)構(gòu)特征代號，用數(shù)字19九個數(shù)字表示，其中17表示鉆頭軸承及保徑特征，8與9留待未來的新結(jié)構(gòu)特征鉆頭用。表示的意義如下： 1非密封滾動軸承； 2空氣清洗、冷卻，滾動軸承； 3滾動軸承，保徑； 4一滾動、密封軸承； 5一滾動、密封軸承，保徑； 6滑動、密封軸承； 7一滑動、密封軸承，保徑。,第四位字碼為鉆頭附加結(jié)構(gòu)特征代號，用以表示前面位數(shù)字無法表達(dá)的恃征，用英文字母表示，目前，IADC已定義了11個特征，用下列字母表示: A空氣冷卻; C中心噴嘴;D定間鉆井;E加長噴嘴; G附加保徑/鉆頭體保徑;J噴嘴偏射;R加強(qiáng)焊縫：S標(biāo)準(zhǔn)銑齒; X楔形鑲齒;R圓錐形鑲齒；Z其他形狀鑲齒。,2. IADC金剛石鉆頭分類方法及編號,IADC制定了適于用金剛石鉆頭的“固定切削齒鉆頭分類標(biāo)準(zhǔn)”。這個標(biāo)準(zhǔn)主要根據(jù)鉆頭的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行分類，并沒有像牙輪鉆頭那樣考慮鉆頭適用的地層。 金剛石鉆頭分類號由四個字符組成，第一個字符用英文字母表示鉆頭體的