PDC鉆頭使用方法

鉆頭使用前的準(zhǔn)備工作： 

首先應(yīng)仔細(xì)檢查前一只鉆頭的使用情況，了解鉆頭規(guī)徑的磨損狀態(tài)，檢查鉆頭體上是否有缺落性的損壞（缺落部分如掉齒等會(huì)對(duì)即將入井的鉆頭造成傷害）。 

鉆頭的工作穩(wěn)定性對(duì)于防止井斜并最大程度地發(fā)揮鉆頭的性能具有重要作用，因此，使用PDC鉆頭時(shí)都推薦鉆頭在穩(wěn)定的工作狀態(tài)下鉆進(jìn)。然而，由于具體的鉆井過程以及井眼條件的特殊性，有時(shí)并不需要刻意追求這種穩(wěn)定性。所有的穩(wěn)定器和擴(kuò)眼器都應(yīng)該檢測(cè)其外徑，以確保外徑尺寸不過大。 

操作指南 

新鉆頭首次鉆進(jìn)： 

1．在鉆頭接近井底時(shí)將泵的排量開到最大，而后啟動(dòng)轉(zhuǎn)盤，將轉(zhuǎn)速控制在30～60rpm。緩慢下鉆直至鉆頭接觸井底。 

2．為了形成新的井底，在鉆進(jìn)最初的1m左右深度井眼的過程中，應(yīng)該按照推薦的起始鉆壓值施加鉆壓。表中提供了不同尺寸的各種型號(hào)鉆頭的起始鉆壓值。鉆頭的起始工作參數(shù)（鉆壓和轉(zhuǎn)速）至少應(yīng)維持鉆完一只鉆頭的長(zhǎng)度。 

3．新的井底形成后，就可以平緩、均勻地增加鉆壓直至達(dá)到正常鉆進(jìn)時(shí)的鉆壓水平。對(duì)于極軟地層，該鉆壓與起始鉆壓非常接近。對(duì)于較硬的地層，鉆頭磨合形成新井底將花費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間，最終的正常工作鉆壓也較高。最佳的鉆壓值應(yīng)該是：當(dāng)鉆壓達(dá)到此值后，鉆頭的機(jī)械鉆速ROP不再隨著鉆壓新的增加而增加，或鉆頭扭矩已達(dá)到極限扭矩值。 

4．增加鉆頭轉(zhuǎn)速直至達(dá)到預(yù)期水平。鉆頭的最佳轉(zhuǎn)速應(yīng)該是：當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到此值后，鉆頭的機(jī)械鉆速ROP不再隨著轉(zhuǎn)速新的增加而增加，或鉆頭扭矩已達(dá)到極限扭矩值。通常情況下，鉆頭在較軟的巖石中鉆進(jìn)時(shí)的機(jī)械鉆速ROP對(duì)轉(zhuǎn)速的變化更加敏感。對(duì)于較硬、研磨性較強(qiáng)的地層，高的鉆頭轉(zhuǎn)速易導(dǎo)致切削齒提前磨損失效。因此，及時(shí)監(jiān)測(cè)鉆頭鉆速ROP隨轉(zhuǎn)速RPM的變化情況是很重要的，這樣我們可以在最低的轉(zhuǎn)速下達(dá)到預(yù)期的機(jī)械鉆速，一般而言，推薦的鉆頭轉(zhuǎn)速范圍為60～240rpm。 

5．當(dāng)鉆遇巖性變化的地層時(shí)，應(yīng)連續(xù)監(jiān)測(cè)和調(diào)整鉆壓和轉(zhuǎn)速，以達(dá)到最優(yōu)的鉆頭壽命和鉆進(jìn)速度。 

接單根： 

除了沒有磨合形成新井底的過程外，接單根時(shí)遵循與新鉆頭首次鉆進(jìn)相似的規(guī)程。 

1．當(dāng)鉆達(dá)方鉆桿尾端時(shí)，降低轉(zhuǎn)速至30～60rpm。 
2．制動(dòng)剎車，不再送鉆，使鉆頭上的部分鉆壓在數(shù)分鐘內(nèi)逐漸得以釋放。 
3．將鉆頭提離井底，停止鉆頭轉(zhuǎn)動(dòng)。 
4．接單根完畢后，鉆頭重新入井。在鉆頭接近井底時(shí)開足鉆井泵排量，使井底泥漿充分循環(huán)。開動(dòng)轉(zhuǎn)盤（或頂驅(qū)），轉(zhuǎn)速30～60rpm。 
5．鉆頭到達(dá)井底后，首先增加鉆壓，然后增加轉(zhuǎn)速，如前所述。 

井底馬達(dá)和定向鉆進(jìn) 

在使用井底馬達(dá)時(shí)，鉆頭轉(zhuǎn)速范圍的控制是受到限制的。通常，巖層越硬，鉆頭轉(zhuǎn)速就應(yīng)該越低。因此，充分了解巖性情況并據(jù)此選擇適宜的井底馬達(dá)是很重要的。AR系列鉆頭將PDC鉆頭的應(yīng)用擴(kuò)展到了更硬的地層，其推薦使用的是高扭矩、低轉(zhuǎn)速馬達(dá)。根據(jù)已有的技術(shù)資料，在定向鉆井中，AR系列鉆頭的造斜速度比常規(guī)鉆頭略低。所以，預(yù)計(jì)鉆頭造斜能力時(shí)應(yīng)參照常規(guī)鉆頭作細(xì)微的調(diào)整，也可以根據(jù)當(dāng)?shù)氐氖褂媒?jīng)驗(yàn)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。文獻(xiàn)SPE 24614中論述了抗回旋鉆頭在定向鉆井中的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)情況。 

1．將鉆井泵排量開至正常鉆井時(shí)的一半，下放鉆頭至井底。在鉆頭開始旋轉(zhuǎn)后同時(shí)增加鉆壓和鉆井泵排量。如果鉆頭是在易泥包的極軟地層中開始鉆進(jìn)的，則推薦開足鉆井泵排量。 

2．當(dāng)定向井鉆具在旋轉(zhuǎn)模式下工作時(shí)，應(yīng)使鉆桿的轉(zhuǎn)速維持較低的水平（20～40rpm）。 

鉆頭發(fā)生回旋的標(biāo)志 

在鉆頭鉆進(jìn)過程中出現(xiàn)以下現(xiàn)象： 

1．在高轉(zhuǎn)速（>120 RPM）下機(jī)械鉆速低（<12 ft./hr.）； 
2．當(dāng)改變鉆頭轉(zhuǎn)速時(shí)機(jī)械鉆速呈非線性變化； 
3．明顯的鉆柱振動(dòng)。 

如果懷疑鉆頭發(fā)生回旋，應(yīng)該采取以下措施： 

1． 降低轉(zhuǎn)速至30～50RPM； 
2． 加鉆壓直至鉆頭機(jī)械鉆速達(dá)到12ft./hr.或更高（注意不要超出推薦的最大鉆壓）； 
3． 按照一定的增量增加轉(zhuǎn)速并繪制轉(zhuǎn)速――機(jī)械鉆速曲線，當(dāng)曲線呈線性時(shí)說明鉆頭不再回旋。