新型PDC鉆頭的設(shè)計及其應(yīng)用研究.pdf

1、PDC鉆頭(PolycrystallaineDiamondCompactBit，即聚晶金剛石復(fù)合片鉆頭)是油氣鉆井的重要工具，該鉆頭對地層的敏感性強，結(jié)構(gòu)變化多、設(shè)計靈活，其性能(尤其是切削齒的布置合理性)對鉆井速度和成本影響很大。PDC鉆頭是使用人造聚晶金剛石復(fù)合片作為切削元件以切削方式破碎巖石的，在大段軟到中等硬度地層具有很好的破巖性能，綜合經(jīng)濟效益顯著。本文針對以往行業(yè)內(nèi)憑經(jīng)驗設(shè)計PDC鉆頭的不足，從PDC鉆頭切削力學(xué)、PDC鉆頭

2、結(jié)構(gòu)設(shè)計等方面進行了理論分析和研究。研究中，建立了鉆頭切削齒切削巖石的力學(xué)模型，對單個切削齒進行了受力分析，在此基礎(chǔ)上得到了鉆頭的受力合成公式；在對鉆頭進行力學(xué)分析的基礎(chǔ)上，開展了PDC鉆頭的力平衡設(shè)計的研究；并研究了PDC鉆頭冠部形狀設(shè)計的新方法；確定了鉆頭切削齒的徑向與周向布置的理論與方法，應(yīng)用本文所提出的力學(xué)分析與設(shè)計理論，設(shè)計了一種新型的215R335型PDC鉆頭，在對工藝改進的基礎(chǔ)上，成功研制了該型號鉆頭并進行了現(xiàn)場應(yīng)用；對2