鉆頭設計技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢

　　眾所周知,鉆井是石油勘探開(kāi)發(fā)的”領(lǐng)頭”,行業(yè)里有一句名言:”鉆頭不到,石油不冒”,指的就是這個(gè)道理.因此,隨著(zhù)鉆井技術(shù)的發(fā)展,對各種高性能鉆頭的需求量也大幅上升.而當前不斷推出的獨特的鉆頭產(chǎn)品以及鉆頭設計系統,更加推動(dòng)了鉆頭設計制造技術(shù)的發(fā)展.

　　以下介紹幾種國外的鉆頭新產(chǎn)品,它們從不同的方面預示了鉆頭設計技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢:

　　1. IDEAS系統&MDi616 PDC鉆頭

　　IDEAS系統是Smith鉆頭技術(shù)公司開(kāi)發(fā)的一種通過(guò)動(dòng)態(tài)模擬和模型理論來(lái)驗證鉆頭設計性能的軟件系統. 它不僅能對鉆頭的動(dòng)態(tài)數據、地質(zhì)信息、底部鉆具組合的情況進(jìn)行分析,還能對巖石與切削齒之間的相互作用進(jìn)行預估.該公司的MDi616 PDC鉆頭就是也運用IDEAS軟件設計的,具有良好的導向性和穩定性.

　　2.PDC鉆頭

　　這是一種配有新興耐磨切削齒的Quantec系列PDC鉆頭,由Hughes Christensen公司應用新型設計工藝制造.通過(guò)與具體鉆井工程相匹配的新型耐磨齒和鉆頭結構,該鉆頭能夠獲得更高的平均機械鉆速、更好的穩定性與耐用性、降低鉆井成本、提高鉆頭的機械和水力效率.該公司的SmoothCut切削深度控制專(zhuān)利技術(shù)使鉆頭更為平穩地鉆進(jìn),從而減輕切削齒的早期磨損.

　　3. RockForce 系列牙輪鉆頭(用于小井眼鉆井)

　　采用了高效能牙輪保持系統、全新的壓力補償系統以及新配方的合成潤滑劑,再配合計算機切削結構建模, RockForce 系列牙輪鉆頭優(yōu)化了鉆頭的水力參數,提高了鉆頭軸承的耐用性.在旋轉導向和馬達導向應用中創(chuàng )造了新的軸承耐用記錄.該公司研發(fā)的SystemMatched優(yōu)化軟件工具,更是將定向功能和驅動(dòng)系統整合用于優(yōu)化鉆頭設計,使鉆頭具有更可靠的導向性.

　　4. DutaDiamond金剛石孕鑲鉆頭

　　DutaDiamond金剛石孕鑲鉆頭是Reed-Hycalog公司專(zhuān)門(mén)設計的用于硬地層、研磨性地層以及那些PDC鉆頭不易剪切鉆進(jìn)的地層.當用于井下渦輪鉆具或高速螺桿鉆具時(shí),這種鉆頭要比布齒密度高的固定切削齒鉆頭的鉆速更快、進(jìn)尺更多.

　　5. Varel的鉆頭設計軟件以及專(zhuān)用鉆頭

　　作為世界上最大的鉆頭獨立供應商,Varel開(kāi)發(fā)出了眾多適用于特殊鉆井環(huán)境的專(zhuān)用鉆頭,并且應用其先進(jìn)的鉆頭設計軟件為導向鉆井系統設計配套鉆頭,使其在鉆進(jìn)的可控性和定向性方面取得了良好的效果.例如GeoScience測井數據分析軟件,SPOT鉆井軟件及CFD計算流體力學(xué)軟等.

　　Varel推出的High Energy牙輪鉆頭系列則是通過(guò)對鉆頭零件進(jìn)行散熱和更有效的井眼清潔,獲得更高的效率,滿(mǎn)足鉆井作業(yè)的需求.而該公司近期推出的使用于欠平衡鉆井的牙輪鉆頭系列 (包括空氣、泡沫和霧化鉆井等),則是利用該公司的一項專(zhuān)利技術(shù)降低密封內部的溫度延長(cháng)密封壽命,以一個(gè)圓錐形的密封原版來(lái)抵御井地壓力波動(dòng)和保證良好密封界面,這對于在欠平衡鉆井中,保證承受巨大內壓的之后乘正常工作具有重要作用.

　　除了以上幾種新型鉆頭之外,還有其他公司例如哈里伯頓Security DBS鉆頭公司為了解決長(cháng)期以來(lái)牙輪鉆頭由于湍流造成的排屑困難問(wèn)題,在新的設計平臺中融入了流體流動(dòng)優(yōu)化新技術(shù);與此同時(shí),為了克服在極端高溫高壓硬地層鉆井獲得的巖屑尺寸小的問(wèn)題,道達爾和Diamant鉆井服務(wù)公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)了一種能夠在垂直井中生成微小巖心的鉆頭—微小巖心取心鉆頭(MCB).

　　由此可見(jiàn),國外鉆頭制造公司在新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中有一個(gè)共同的特點(diǎn)——都十分注重新技術(shù)和新產(chǎn)品的持續開(kāi)發(fā),并且特別注意將產(chǎn)品技術(shù)與實(shí)際操作緊密結合起來(lái),不僅為新技術(shù)開(kāi)發(fā)和新產(chǎn)品推廣提供了動(dòng)力源,同時(shí)也使相關(guān)的技術(shù)和產(chǎn)品發(fā)揮了其最大的功效.