抽吸式微取心PDC钻头的研究与应用

作者:况雨春; 罗金武; 王利; 王芳; 张亮; 李舒; 杨迎新

摘要:常规PDC钻头切削产生的粉状或片状岩屑颗粒不便于地质录井,对此提出了一种新型抽吸式微取心PDC钻头。该抽吸式微取心PDC钻头取消了常规PDC钻头心部的主切削齿,设置特殊的水力结构,使钻头心部在钻进过程中形成一定直径的竖直岩心并适时折断,通过负压抽吸作用将断的微岩心从钻头体内部流道带离井底。结合破岩仿真与液固两相流理论,研究了在岩心、岩屑与钻井液混合流动的流场中,射流喷嘴直径的大小对取心通道中抽吸效果的影响规律。数值模拟结果表明,对于拟定条件下钻头直径为215.9 mm的微取心PDC钻头,当射流喷嘴直径为8 mm时,从排心孔排出的岩心、岩屑和钻井液的质量较高,其负压腔的抽吸效果较好。室内及现场试验表明:采集的岩心以柱状为主,岩心完整性和采集率高;在磨溪111井位嘉陵江组二段3亚段至长兴组上部地层,获总进尺805.65 m,平均机械钻速为4.57 m/h,最高机械钻速可达7.4 m/h;该钻头在嘉陵江组二段3亚段至飞仙关组一段(总进尺742 m)的机械钻速比该区块同层位的其他常规PDC钻头高出了50%以上。

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关键词:
  • 抽吸式
  • 微取心
  • pdc钻头
  • 液固两相流
  • 现场试验
  • 提速

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期刊名称:石油学报

期刊级别:北大期刊

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杂志介绍:
主管单位:中国科学技术协会
主办单位:中国石油学会
出版地方:北京
快捷分类:工业
国际刊号:0253-2697
国内刊号:11-2128/TE
邮发代号:80-110
创刊时间:1980
发行周期:月刊
期刊开本:A4
下单时间:1-3个月
复合影响因子:5.1
综合影响因子:4.498