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特殊井PDC钻头研制 工作报告 一、研究内容 近几年，国内外各油田钻井提速工作取得了很大进展，随着PDC钻头的推广，钻井工艺的日益完善，常规井的钻井周期不断被刷新，为了取得更大的经济效益，各油田开始对定向井，水平井以及涉及特殊岩性的钻井工艺大力研发。《特殊井PDC钻头的研制》正是源于这个契机，为满足市场的需求，特此开发特殊井使用的PDC钻头，如定向井钻头，水平井钻头和特殊岩性钻头。 本项目的研究内容主要分以下三个子项目来进行： 1、定向井子项目以型号8 1/2″MD6521为设计实例，研究的主要内容有以下几个方面： （1）定向井工况研究（普通定向井、大位移井）； （2）定向井况对PDC钻头钻进影响因素研究； （3）定向工具（螺杆钻具、旋转导向）工作方式研究； （4）定向工具与钻头匹配选型研究； （5）钻头在造斜段、稳斜段钻进复合片磨损机理研究； （6）低扭矩高破岩理论在定向钻头上的应用研究； （7）井底流场模拟分析对定向钻头水力优化研究； 2、水平井子项目主要以型号8 1/2″MD6632为设计实例，研究的主要内容有以下几个方面： （1）大斜度及水平段偏载下的长寿命钻头设计方法； （2）水平段钻头的高效排屑及防包的水力结构优化； （3）高性能切削复合片混布工程； （4）与水平井井深结构相匹配的直井段钻头优化设计； 3、特殊岩性子项目以型号9 1/2″MD6632ZC为设计实例，研究的主要内容有以下几个方面： （1）低扭矩、抗冲击、耐研磨布齿技术研究及钻头布齿设计； （2）计算机模拟和三维建模技术优化结构; （3）减少钻头扭矩提高侧面复合片寿命的特殊设计减少钻头扭矩提高侧面复合片寿命的特殊设计 （2）经济指标 新研制的特殊井PDC钻头当年实现销售收入2000万以上。 五、工作内容 本项目自2008年以来，分成了三个子项目来完成的，主要工作内容如下： 2008年特殊岩性PDC钻头子项目： 2008年第一季度： 主要进行了前期准备工作，对冀东市场进行调查，实地了解玄武岩地层资料，认真分析在冀东市场使用的国内外同类产品的优势和不足，仔细研究正在使用钻头的破坏情况和破坏原因。 2008年第二季度： 着手进行特殊岩性钻头设计理论研究和工艺方案确定，确定钻头冠部头型及水利结构，完成钻头设计，出试制用图，制造相应的工装设备，完成钻头试制。 2008年第三季度： 在冀东地区进行现场试验，收集使用数据及钻头使用情况，对钻头破坏情况进行分析，改进设计，再次试验，直至达到预计目标。进行市场推广，扩大市场占有量，力争当年创造良好的经济效益。 2008年第四季度： 继续进行了市场推广，同时对子项目进行总结，特别是真对本区块的钻头设计方法进行系统研究和资料整理，为以后设计同类产品做准备。 2009年定向井PDC钻头子项目： 2009年第一季度： 主要对长庆，甘肃市场进行了调查，多方面分析整理地层资料，认真分析长庆市场使用的国内同类产品的优势和不足，仔细研究正在使用钻头的破坏情况和破坏原因。 2009年第二季度： 完成了定向钻头设计理论研究和工艺方案确定，确定钻头冠部头型及水利结构，完成钻头设计出试制用图，制造相应的工装设备，完成钻头试制。 2009年第三季度： 在长庆地区进行现场试验，收集使用数据及钻头使用情况，对钻头破坏情况进行分析，改进设计，再次试验，直至达到预计目标。进行市场推广，扩大市场占有量，力争创造良好的经济效益。 2009年第四季度： 继续进行市场推广同时对子项目进行总结，针对本区块的钻头设计方法进行系统研究和资料整理，为以后同类产品的研发做好了准备。 2010年水平井PDC钻头子项目： 2010年第一季度： 主要进行相关工作的调研，完成课题研究的前期准备工作。分析水平井使用的常规定向钻头的优势和不足，研究水平井钻头使用后的破坏情况和机械钻速慢的主要原因。深入研究水平井各井段地质特性，进行钻头选型，确定设计方向 2010年第二季度： 主要进行了理论研究，确定直井段、定向至入窗段、水平段钻头冠部头型及水利结构设计；完成了切削元件（复合片）的优选，最终布齿设计完成，试制了样机。 2010年第三季度： 在多地进行了现场试验、收集整理使用数据，分析提速效果；进一步改进设计方案后，再次试验，完成市场推广。 2010年第四季度： 继续进行市场推广同时对子项目进行总结，针对本区块的钻头设计方法进行系统研究和资料整理，为以后同类产品的研发做好了准备。 至2010年底，本项目共完成新型号PDC钻头设计7种，特殊岩性玄武岩钻头：12 1/2”MD364112 1/2”MD3643，9 1/2”MD6632；定向井钻头：8 1/2”MD6521；水平井钻头：9 1/2”MD95358 1/2”MD6632，6”MD35641以及多个后续改进钻头型号，分别在冀东油