斧形齿PDC钻头的研制及其在东海的应用

摘要

东海多口井所用PDC钻头在深部地层钻进过程中出现了机械钻速低、进尺少的情况,钻头起出后发现PDC钻头切削齿磨损严重.为此,在详细分析东海深部地层所用PDC钻头使用情况的基础上,对PDC钻头进行机械设计和水力设计.在机械设计优化时,根据设计三原则和力平衡原则,从钻头冠部轮廓、布齿设计两方面对钻头机械结构进行优化.在水力设计优化时,以ANSYS软件分析作为主要优化手段,对喷嘴和排屑槽进行优化设计.通过分析斧形齿的性能优势,以室内性能测试数据为依据,研制了斧形齿PDC钻头.东海X1井和Y8H井的应用情况表明,斧形齿PDC钻头机械钻速分别提高了15.11％和26.65％,钻头出井评价磨损轻微.因此,斧形齿PDC钻头可提高东海深部地层的钻进效率.