中深井PDC钻头研制与应用

本文的研究工作可分为PDC 钻头的设计理论研究和钻头制造设计两大部分。 在PDC 钻头的设计理论研究中,系统地研究了PDC 钻头冠部形状与地层的适应性、切削齿的破岩作用与布齿设计和、喷嘴水道及排屑槽。分析了抛物线形、鱼尾形、短抛物线形和平顶形冠部形状的PDC 钻头的特性;根据PDC 钻头的破岩原理和磨损机理,研究了切削齿的布置方式和布齿密度对钻头性能的影响;提出了喷嘴直径、喷嘴的形状及其布置方式和流道结构与排屑槽的设计方案。 在钻头制造设计中,首先利用胎体刀翼结构、刀翼加长及双排保径齿技术,设计了适用于大庆油田1200m 左右的软地层的三胎体刀翼PDC 钻头。在此基础上,利用近似对称式中长刀翼设计和钻头内外锥冠部及扇形排屑槽技术,设计出适用于大庆油田1500m～2200m 不同区块的软至中硬地层的四翼、五翼和六翼PDC 钻头。形成一套完整的PDC 钻头制造方案。