PDC變徑鉆頭力學(xué)特性及結(jié)構(gòu)設(shè)計.pdf

1、大慶油田井下勘探表明，在油田深處的某些區(qū)塊內(nèi)仍存在大量的油氣儲量。為了開發(fā)這部分能源，因此要在原有井眼的基礎(chǔ)上進(jìn)行鉆井作業(yè)。由于大慶油田大部分油井采用51/2的套管，其通徑為Φ123.7mm，如果在此基礎(chǔ)上進(jìn)行鉆井作業(yè)，其下一級的套管直徑將更小，勢必給油田的后期開發(fā)帶來諸多不便。因此研制一種滿足大慶油田鉆井需求，隨鉆擴(kuò)孔或鉆后擴(kuò)孔的一種小井眼條件下的PDC變徑鉆頭，對發(fā)展油田生產(chǎn)具有非常重要的應(yīng)用價值。本文是針對大慶油田老井改造而開展的

2、一項(xiàng)研究工作。 針對目前已有的擴(kuò)孔鉆頭中存在的問題，本文參照鉆井手冊中的有關(guān)規(guī)定，結(jié)合現(xiàn)有的鉆頭設(shè)計方法和大慶油田的具體地質(zhì)條件，提出了隨鉆擴(kuò)孔或鉆后擴(kuò)孔的一種適合在小井眼條件下作業(yè)的PDC變徑鉆頭，并對PDC變徑鉆頭的水力學(xué)特性、噴嘴井底流場、布齒形式對鉆頭力學(xué)特性的影響等諸多領(lǐng)域進(jìn)行了分析研究。 PDC變徑鉆頭的水力結(jié)構(gòu)關(guān)系到鉆頭的工作性能的好壞和使用壽命的長短。針對這一情況，自行編制了PDC變徑鉆頭水力學(xué)參數(shù)計算程

3、序，該程序根據(jù)流體的流型，選擇不同的計算模塊，并且模塊具有良好的參數(shù)輸入界面，能夠滿足水力學(xué)計算的基本需要。并且應(yīng)用FLUENT計算流體力學(xué)軟件對PDC變徑鉆頭的噴嘴進(jìn)行井底流場模擬，提出合理的噴嘴形式、排屑槽的結(jié)構(gòu)形式及鉆井液的流場分布規(guī)律。并且根據(jù)圖像對PDC變徑鉆頭噴嘴流場進(jìn)行了強(qiáng)度、壓力、速度等方面的分析，結(jié)合水力學(xué)參數(shù)計算程序，提出了適宜的水力學(xué)參數(shù)。 最后，重點(diǎn)討論了PDC變徑鉆頭的冠部形狀設(shè)計、切削齒的徑向布置、切