新型切削-犁削复合钻头设计与现场试验

摘要

为了提高PDC钻头在非均质性硬地层中的破岩效率和钻头寿命,本文研制了一种新型切削-犁削复合钻头.该钻头以PDC复合片作为一级破岩元件,以交错或同轨布置的锥形PDC齿作为二级破岩元件,具有切削和犁削双重破岩作用,极大地提高了PDC钻头在非均质性硬岩中的抗冲击性能和破岩效率.针对东营凹陷盐家陡坡带沙一到沙四段泥岩、灰质砂岩、砂砾岩互层的情况,优化设计了一款Φ215.9mm切削-犁削复合钻头.该钻头从1582m钻进到3115m,进尺1533.0m,机械钻速10.72m/h.试验钻头机械钻速比邻井牙轮钻头提高232.9％,比PDC钻头提高36.6％;进尺比牙轮钻头提高811.9％,比PDC钻头提高91.6％.这种新型切削-犁削复合钻头为硬泥岩、灰岩和砂砾岩交互的非均质硬地层钻井提供了一种新型破岩工具.