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        貝克休斯自適應(yīng)PDC鉆頭

        2017-02-09 12:28:50思娜鄧輝李婧皮光林
        斷塊油氣田 2017年1期
        關(guān)鍵詞:休斯貝克鉆頭

        思娜,鄧輝,李婧,皮光林

        (中國(guó)石化石油工程技術(shù)研究院,北京 100101)

        貝克休斯自適應(yīng)PDC鉆頭

        思娜,鄧輝,李婧,皮光林

        (中國(guó)石化石油工程技術(shù)研究院,北京 100101)

        為了給我國(guó)鉆頭技術(shù)的研發(fā)提供借鑒和思路,研究了貝克休斯公司自適應(yīng)鉆頭技術(shù)研發(fā)現(xiàn)狀和試驗(yàn)成果。自適應(yīng)鉆頭是針對(duì)鉆頭引起的黏滑問(wèn)題提出的一種創(chuàng)新技術(shù),能隨著鉆進(jìn)環(huán)境變化自動(dòng)調(diào)整鉆頭切削深度,通過(guò)切削深度控制裝置抵消部分沖擊,避免鉆齒過(guò)度咬入地層,從而提高鉆進(jìn)效率,降低鉆井成本。文中分析研究了鉆頭黏滑振動(dòng)及自適應(yīng)DOC控制概念,并詳細(xì)介紹了自適應(yīng)鉆頭結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)研究及油田測(cè)試結(jié)果表明,自適應(yīng)鉆頭為有效消除黏滑、降低鉆井成本提供了一種可行的新思路和新方法。

        自適應(yīng);PDC;鉆頭;貝克休斯;DOC

        1 自適應(yīng)PDC鉆頭的引入

        鉆井過(guò)程中,鉆頭需要鉆穿不同地層。當(dāng)?shù)貙訋r性發(fā)生變化時(shí),鉆進(jìn)速度ROP(Rate of Penetration)會(huì)隨之變化,容易引起鉆頭的黏滑振動(dòng),甚至引起鉆頭和井下BHA(Bottom Hole Assembly)組件的失效,導(dǎo)致由于井底復(fù)雜事故造成的鉆井成本增加和效率降低。通常,ROP主要通過(guò)控制鉆壓WOB(Weight on Bit)和旋轉(zhuǎn)速度RPM(Revolutions Per Minute)來(lái)實(shí)現(xiàn),即分別通過(guò)大鉤載荷、鉆柱旋轉(zhuǎn),或者控制井底馬達(dá)轉(zhuǎn)速來(lái)實(shí)現(xiàn),但這些控制手段對(duì)于井底鉆頭都具有一定的滯后性。

        隨著PDC鉆頭技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展,為了避免在較低鉆壓和較高轉(zhuǎn)速范圍條件下引起的鉆頭回旋破壞,逐漸趨于采用較高的鉆壓和較低的轉(zhuǎn)速相結(jié)合的參數(shù)組合來(lái)提高鉆進(jìn)性能。但是這樣,卻難以避免在較高的WOB和較低的RPM下引起的扭轉(zhuǎn)失穩(wěn),進(jìn)而造成黏滑振動(dòng)(見(jiàn)圖1)。DOC(Depth of Cut)控制技術(shù)自21世紀(jì)初引入后,可以有效消除鉆頭的扭轉(zhuǎn)振動(dòng),成為PDC技術(shù)發(fā)展史上一個(gè)里程碑。然而,這一技術(shù)在擴(kuò)大了PDC鉆頭應(yīng)用范圍的同時(shí),在一些情況下也限制了鉆頭的切削能力。

        2016年,貝克休斯公司引入了自適應(yīng)PDC鉆頭。該鉆頭可以隨著持續(xù)變化的鉆井環(huán)境自動(dòng)調(diào)節(jié)DOC特性,在提高ROP的情況下緩減黏滑振動(dòng),克服了固定齒傳統(tǒng)DOC控制技術(shù)的局限,不需要固定的切削深度控制預(yù)設(shè)計(jì)??烧{(diào)節(jié)的DOC控制單元收縮性能避免牙齒與地層的過(guò)度嚙合,從而防止鉆頭過(guò)早失效,以及引起B(yǎng)HA部件毀壞和扭斷的可能性,且能在維持較高ROP的前提下,擴(kuò)大鉆頭穩(wěn)定操作區(qū)域[1-3]。

        圖1 典型的PDC鉆頭動(dòng)態(tài)失效示意

        2 自適應(yīng)DOC控制概念

        早在20世紀(jì)80年代,國(guó)外的研究人員就發(fā)現(xiàn)了鉆柱的黏滑現(xiàn)象,并對(duì)其進(jìn)行了較為深入的研究,也有了較為成熟的成果。2007年,Jaggi等通過(guò)油田案例研究,首先提出較小的切削深度可以減弱鉆頭的黏滑振動(dòng);2010年,Ledgerwood等提出黏滑是引起鉆頭破壞的重要原因;2011年,貝克休斯公司的J.R.Jain等針對(duì)鉆頭設(shè)計(jì)對(duì)黏滑的影響進(jìn)行了研究,證明鉆頭設(shè)計(jì)對(duì)鉆井系統(tǒng)的黏滑影響非常大[4-6]。

        2.1 鉆頭黏滑振動(dòng)

        鉆頭黏滑振動(dòng)表現(xiàn)為交替出現(xiàn)黏滯與滑脫:黏滯階段,鉆頭停止轉(zhuǎn)動(dòng),鉆柱在轉(zhuǎn)盤驅(qū)動(dòng)下繼續(xù)扭轉(zhuǎn),當(dāng)鉆柱扭轉(zhuǎn)積蓄的能量足以破碎巖層時(shí),黏滯的鉆頭滑脫;滑脫階段,鉆柱所積蓄的能量瞬間釋放,鉆頭在正/反方向突然加/減速,鉆頭角速度數(shù)倍于轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速(見(jiàn)圖2,其中ω0為轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速,ω為鉆頭轉(zhuǎn)速)。

        圖2 鉆頭黏滑振動(dòng)示意

        對(duì)于PDC鉆頭,在地層巖性突然變化的情況下,黏滑振動(dòng)對(duì)鉆進(jìn)的影響主要有:鉆頭磨損增大,滑脫階段鉆頭高速運(yùn)動(dòng)對(duì)鉆頭沖擊大,加速鉆頭失效;使得用于破巖的能量比例減小,消耗井口驅(qū)動(dòng)裝置能量;黏滑振動(dòng)及引起的其他振動(dòng)現(xiàn)象加快了下部鉆具疲勞失效;降低鉆進(jìn)連續(xù)性及井身質(zhì)量,增加純鉆進(jìn)時(shí)間及起下鉆次數(shù),降低鉆進(jìn)效率。

        監(jiān)測(cè)是基礎(chǔ)。當(dāng)前對(duì)井下黏滑振動(dòng)的監(jiān)測(cè)主要有2種:一是通過(guò)測(cè)量井口參數(shù)——如轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速與扭矩等數(shù)據(jù)——進(jìn)行黏滑振動(dòng)監(jiān)測(cè);二是通過(guò)測(cè)量鉆頭或近鉆頭處的參數(shù)監(jiān)測(cè)黏滑振動(dòng),這些數(shù)據(jù)通常是由隨鉆測(cè)量設(shè)備測(cè)得。降低黏滑振動(dòng)的方法主要有2種:一是改變鉆井參數(shù),如降低WOB或者增加RPM,從而避開(kāi)非穩(wěn)定操作區(qū)域。但是,降低WOB需要犧牲ROP和鉆進(jìn)效率,加之,增加RPM會(huì)增加造成更多回旋破壞的可能等。二是采用減振工具[7-9]。

        2.2 自適應(yīng)DOC控制

        DOC通常被定義為在一次旋轉(zhuǎn)中鉆齒咬入地層的軸向距離??刂艱OC能消除鉆頭黏滑振動(dòng),形成高質(zhì)量光滑井眼,避免切削齒過(guò)早失效,延長(zhǎng)鉆頭使用壽命。鉆頭切削深度控制DOCC(Depth of Cut Control)技術(shù)在引入之初是為了減震,而隨著固定齒PDC鉆頭的發(fā)展,面臨著用單一鉆頭完成一口井不同井段鉆進(jìn)(同時(shí)滿足在一些井段需要消除黏滑而在一些井段則要求高鉆速的要求)的挑戰(zhàn),因此,合理的應(yīng)用DOCC技術(shù)優(yōu)化鉆頭鉆進(jìn)性能,成為各大公司關(guān)注的焦點(diǎn)。

        標(biāo)準(zhǔn)PDC鉆頭不能控制地層的切削深度,在高速波動(dòng)的RPM或者WOB下,經(jīng)常會(huì)造成高的黏滑振動(dòng)。DOCC鉆頭限制了鉆齒的咬入深度,在給定DOC下用部分鉆齒來(lái)接觸地層,可以通過(guò)刀翼或者是在刀翼上的不同數(shù)量、位置和高度的特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)有效控制鉆頭DOC[3](見(jiàn)圖3)。

        圖3 DOC控制墊片與切削齒的位置關(guān)系

        在沒(méi)有任何前期數(shù)據(jù)可借鑒的情況下,2014年貝克休斯的Schwefe等在3口調(diào)研井中對(duì)比了不同鉆頭設(shè)計(jì)對(duì)有效消除黏滑和改進(jìn)鉆進(jìn)性能的影響,證明了DOC控制技術(shù)能成功減弱甚至消除黏滑的產(chǎn)生。同時(shí)發(fā)現(xiàn),切削深度控制較小時(shí),不能有效消除黏滑,而切削深度控制過(guò)大時(shí),雖然可以有效消除黏滑,卻降低了鉆進(jìn)效率;所以,需要精確的DOC控制設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)鉆進(jìn)效果的最優(yōu)化[10]。2015年貝克休斯公司針對(duì)黏滑問(wèn)題本質(zhì),提出了自適應(yīng)DOC控制概念,它可以動(dòng)態(tài)調(diào)整PDC鉆頭的DOC控制特性,在改進(jìn)ROP的同時(shí),消除由于DOC快速變化引起的黏滑振動(dòng)。

        為了更好地理解該創(chuàng)新概念,假想一口井有3個(gè)不同地層(見(jiàn)圖4):上部較軟地層A不會(huì)造成黏滑;下部2種不同巖性地層B和C,對(duì)于鉆頭會(huì)造成2種不同黏滑。理想情況下,希望在應(yīng)用同一個(gè)鉆頭鉆進(jìn)過(guò)程中,能在地層A不限制ROP的同時(shí),且能消除地層B和C造成的黏滑。雖然目前固定齒PDC鉆頭已經(jīng)可以通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)消除目標(biāo)地層鉆進(jìn)時(shí)的黏滑,但是不能在消除黏滑的同時(shí)最大化不同井段的ROP。為了解決該問(wèn)題,提出了自適應(yīng)DOC控制鉆頭的概念。它通過(guò)自動(dòng)緩沖應(yīng)力模塊,鉆進(jìn)上部軟地層A時(shí),逐漸回縮處于伸展?fàn)顟B(tài)的控制裝置(伸展?fàn)顟B(tài)相當(dāng)于固定DOC控制裝置),逐步加快鉆進(jìn)速度;而在底部B,C地層中該模塊可以通過(guò)應(yīng)力緩沖減緩地層突變?cè)斐傻腄OC突然增加,逐漸抵消黏滑振動(dòng),避免鉆頭失效[2]。

        圖4 自適應(yīng)DOC控制概念的假想井示意

        3 自適應(yīng)鉆頭結(jié)構(gòu)

        目前,貝克休斯公司J.R.Jain等申請(qǐng)并公開(kāi)了4項(xiàng)自適應(yīng)鉆頭技術(shù)相關(guān)的專利[1,11-13]。

        該自適應(yīng)鉆頭體內(nèi)有特殊的可伸縮DOC控制裝置。該DOC控制裝置通過(guò)設(shè)計(jì)的速度敏感模塊伸縮來(lái)響應(yīng)外部載荷的變化。在正常的穩(wěn)定鉆進(jìn)過(guò)程中,該模塊從伸展?fàn)顟B(tài)逐漸回縮,在很短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到最大DOC,從而高速鉆進(jìn)。在突發(fā)波動(dòng)情況下,該裝置在響應(yīng)快速降低的WOB時(shí),DOC控制裝置向外伸展,在WOB突然增加時(shí),用于抵制突然的DOC增加,緩減振動(dòng)破壞。圖5為φ215.9 mm自適應(yīng)PDC鉆頭原型,含有3個(gè)可替換的自適應(yīng)DOC控制裝置,通過(guò)封裝筒隔離鉆井液,且能方便的從鉆頭刀翼上裝卸。

        圖5 φ215.9 mm自適應(yīng)PDC鉆頭原型

        該DOC控制裝置結(jié)構(gòu)如圖6所示。它可以鑲嵌在鉆頭冠部、內(nèi)部流道、外表面處(見(jiàn)圖7)[1,3,12-14]。

        圖6 DOC控制裝置結(jié)構(gòu)示意

        圖7 DOC控制裝置的安裝部位

        該裝置流體腔內(nèi)部的液壓流體特性需適合井下作業(yè),如液壓油等?;钊駥⒃摿黧w腔分成腔Ⅰ和腔Ⅱ,在腔Ⅰ中含有1個(gè)偏置裝置。流道Ⅰ和相應(yīng)的單向閥Ⅰ允許流體以速度v1從腔Ⅱ流入腔Ⅰ;反之,流道Ⅱ和單向閥Ⅱ允許流體以速度v2從腔Ⅰ流入腔Ⅱ。當(dāng)然,流道也可以設(shè)置在活塞Ⅰ內(nèi),而且流道可以通過(guò)預(yù)設(shè)計(jì)控制流體流速?;钊衽c壓力傳遞裝置相連接,通過(guò)活塞Ⅱ?qū)毫鬟f給推靠塊,推靠塊可以直接作為切削齒,也可以與切削齒相連接(見(jiàn)圖6a)。

        簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),就是在壓力瞬時(shí)變化過(guò)程中,流體腔Ⅰ中流體的流動(dòng)速度,決定了活塞Ⅰ的恒定伸縮速度,通過(guò)機(jī)械連接的應(yīng)力傳遞裝置將該伸縮傳遞給推靠塊,從而實(shí)現(xiàn)壓力緩沖作用[3]。

        當(dāng)然,這樣的速度控制裝置也可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)多個(gè)推靠塊的應(yīng)力傳遞,如圖6b所示[1,3,12-14]。不同的是,在同時(shí)實(shí)現(xiàn)多個(gè)推靠塊推靠的時(shí)候,需要在該速度控制裝置流體腔Ⅱ上安裝合適的壓力補(bǔ)償裝置。

        4 實(shí)驗(yàn)研究與油田測(cè)試

        貝克休斯公司對(duì)φ215.9 mm自適應(yīng)鉆頭原型分別進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室概念研究及油田試驗(yàn)井測(cè)試。

        4.1 實(shí)驗(yàn)研究

        實(shí)驗(yàn)室主要的模擬環(huán)境如圖8所示。在WOB保持恒定(穩(wěn)態(tài)鉆進(jìn))的過(guò)程中突然降低,會(huì)造成DOC的突然變化,從而模擬自適應(yīng)鉆頭對(duì)載荷漸變和突變的響應(yīng)情況。本實(shí)驗(yàn)?zāi)M了自適應(yīng)鉆頭以20.69 MPa的壓力鉆進(jìn)灰?guī)r地層時(shí)的性能。

        圖8 實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的WOB隨時(shí)間變化情況

        以標(biāo)準(zhǔn)PDC鉆頭和DOC控制鉆頭的響應(yīng)作為自適應(yīng)鉆頭切削能力的上下界限 (分別以紅色和藍(lán)色表示),測(cè)試自適應(yīng)鉆頭的攻擊性(見(jiàn)圖9)。

        圖9 自適應(yīng)鉆頭攻擊性實(shí)驗(yàn)室測(cè)試

        測(cè)試的開(kāi)始階段,自適應(yīng)鉆頭的切削能力與固定DOC控制鉆頭相同,表明起初DOC控制裝置處于伸展?fàn)顟B(tài);在恒定的鉆進(jìn)參數(shù)下,該鉆頭的切削能力會(huì)逐漸增加,慢慢接近固定齒鉆頭。也就是說(shuō),該模塊會(huì)逐漸縮回,最后達(dá)到接觸應(yīng)力最小的位置。而當(dāng)WOB出現(xiàn)突然波動(dòng)時(shí),鉆頭的切削能力會(huì)回降至DOC控制鉆頭,表明該模塊在WOB突然降低后快速加載過(guò)程中開(kāi)始逐漸向外伸展,通過(guò)保持伸展?fàn)顟B(tài)吸收一部分載荷來(lái)抵制突然增加的DOC。最后,WOB恢復(fù)恒定,沒(méi)有DOC波動(dòng)后,鉆頭再次逐漸增加切削能力。重復(fù)進(jìn)行該實(shí)驗(yàn),證明了鉆頭開(kāi)始鉆進(jìn)時(shí)切削能力較低,在幾分鐘之內(nèi)達(dá)到最大,最后達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài),在遇到波動(dòng)之前,鉆頭一直保持高的切削能力[2,15]。

        4.2 油田測(cè)試

        在Oklahoma油田進(jìn)行了全尺寸自適應(yīng)鉆頭減緩黏滑振動(dòng)的性能評(píng)估。在2個(gè)硬地層 (Wilcox砂巖和Arbuckle白云巖地層)進(jìn)行了3種原型φ215.9 mm鉆頭(標(biāo)準(zhǔn)PDC鉆頭、DOC控制PDC鉆頭和自適應(yīng)PDC鉆頭)誘發(fā)黏滑振動(dòng)的對(duì)比。由于Wilcox砂巖層段較短,所以只作了自適應(yīng)鉆頭和DOC控制鉆頭的測(cè)試對(duì)比;Arbuckle白云巖層段較長(zhǎng),所以測(cè)試了3種鉆頭的對(duì)比。為了最小化鉆桿、井下鉆具組合可能引起的黏滑影響,優(yōu)化井眼質(zhì)量,在每趟鉆中都采用相同的BHA和鉆柱,并采用MWD測(cè)量和儲(chǔ)存所需數(shù)據(jù),同時(shí)優(yōu)化了鉆井液、排量和鉆頭噴嘴,避免鉆頭泥包。

        為了評(píng)估每個(gè)鉆頭誘發(fā)黏滑的趨勢(shì),該實(shí)驗(yàn)希望找出各種產(chǎn)生黏滑的WOB-RPM參數(shù)組合。設(shè)計(jì)首先在固定RPM值下,以很低的WOB(不能造成黏滑)開(kāi)始實(shí)驗(yàn)并逐漸提高,直到出現(xiàn)黏滑(通過(guò)地面的扭矩波動(dòng)和MWD來(lái)監(jiān)測(cè)黏滑現(xiàn)象);然后改變RPM值重復(fù)進(jìn)行測(cè)試,收集足夠多的數(shù)據(jù),確定黏滑邊界。

        Wilcox砂巖地層中的 DOC控制鉆頭和自適應(yīng)PDC鉆頭誘發(fā)黏滑的結(jié)果對(duì)比如圖10(圖中綠色圈表示無(wú)黏滑,黃色圈表示中度黏滑,紅色圈表示黏滑,藍(lán)色線為黏滑邊界線。圖12同)所示。

        圖10 鉆頭在Wilcox砂巖地層試驗(yàn)井中的穩(wěn)定圖譜

        圖10 中:自適應(yīng)鉆頭在鉆速為60 r/min和90 r/min的情況下,改變WOB也沒(méi)有出現(xiàn)黏滑現(xiàn)象,而DOC控制PDC鉆頭在相同轉(zhuǎn)速的情況下,提高WOB就會(huì)出現(xiàn)黏滑現(xiàn)象。

        圖11為鉆速和井下機(jī)械比能圖[16](圖中虛線為不同鉆壓下的機(jī)械比能和ROP趨勢(shì)線。圖13同)??梢钥闯?,自適應(yīng)鉆頭幾乎沒(méi)有出現(xiàn)黏滑和扭矩波動(dòng),而DOC控制鉆頭在提高轉(zhuǎn)速和鉆進(jìn)效率情況下,在ROP大于10.36 m/h后黏滑現(xiàn)象嚴(yán)重。

        圖11 鉆頭在Wilcox砂巖地層試驗(yàn)井中的能量圖譜

        同樣,Arbuckle白云巖地層的測(cè)試結(jié)果也得出了同樣的結(jié)論。如圖12、圖13所示:標(biāo)準(zhǔn)PDC鉆頭幾乎在每一組實(shí)驗(yàn)中都出現(xiàn)了黏滑;DOC控制鉆頭輕微地?cái)U(kuò)大了穩(wěn)定范圍;自適應(yīng)鉆頭與前2種固定齒鉆頭相比,極大地?cái)U(kuò)大了鉆頭穩(wěn)定作業(yè)區(qū)域,而且能在較高的ROP下不出現(xiàn)黏滑現(xiàn)象。

        圖12 鉆頭在Arbuckle白云巖地層試驗(yàn)井中的穩(wěn)定圖譜

        圖13 在Arbuckle白云巖地層試驗(yàn)井中的能量圖譜

        圖14 則是在本次實(shí)驗(yàn)中記錄的在Arbuckle白云巖地層中的井下轉(zhuǎn)速隨時(shí)間變化的數(shù)據(jù) (每個(gè)實(shí)驗(yàn)的地面參數(shù)均為鉆壓1.00 kN和90 r/min)??梢钥闯觯簶?biāo)準(zhǔn)PDC鉆頭在整個(gè)試驗(yàn)期間監(jiān)測(cè)到的鉆頭角速度都很高,幾乎達(dá)到200 r/min;DOC控制鉆頭初期轉(zhuǎn)速較低,后續(xù)也逐漸提高至與標(biāo)準(zhǔn)PDC鉆頭相當(dāng);而自適應(yīng)鉆頭,有效抵制了扭矩波動(dòng),鉆頭井下旋轉(zhuǎn)速度很低,遏制了黏滑的進(jìn)一步發(fā)展。

        通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究和在油田2個(gè)硬地層進(jìn)行的3種原型鉆頭誘發(fā)黏滑振動(dòng)對(duì)比測(cè)試,證實(shí)了自適應(yīng)PDC鉆頭可以有效遏制黏滑,拓寬了穩(wěn)定鉆進(jìn)的參數(shù)范圍,從而提高了鉆進(jìn)效率,降低了鉆井成本[2,15-16]。

        圖14 鉆頭在Arbuckle白云巖地層中的井下RPM測(cè)量值

        5 結(jié)論與建議

        1)從實(shí)驗(yàn)研究及油田測(cè)試結(jié)果來(lái)看,自適應(yīng)鉆頭是一項(xiàng)有效消除鉆頭黏滑振動(dòng)的創(chuàng)新技術(shù),它可在高鉆壓、低轉(zhuǎn)速情況下高效鉆進(jìn),同時(shí)避免由于黏滑造成的鉆頭失效及鉆柱破壞,從而降低鉆井成本。

        2)目前很多研究認(rèn)為黏滑振動(dòng)是造成鉆頭失效的重要因素之一,但對(duì)黏滑機(jī)理的研究還存在沖突。在當(dāng)前低油價(jià)形勢(shì)下,強(qiáng)化該方面的研究,開(kāi)展專項(xiàng)技術(shù)攻關(guān),努力實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破,對(duì)提高鉆井效率、降低鉆井成本具有重要的現(xiàn)實(shí)和長(zhǎng)遠(yuǎn)意義。

        3)綜合考慮影響?zhàn)せ駝?dòng)的因素,除與鉆壓及轉(zhuǎn)速等鉆井參數(shù)有關(guān)外,還與地層參數(shù)、鉆具參數(shù)、鉆井液性能等有關(guān)。建議擴(kuò)大參數(shù)研究范圍,開(kāi)展更符合實(shí)際鉆井環(huán)境的自適應(yīng)概念研究。

        [1]JAIN J R,BILEN J M.Drill bit with self-adjusting pads:US9055450B2[P].2016-02-09[2016-07-28].

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        (編輯 李宗華)

        Self-adjusting PDC bit of Baker Hughes

        SI Na,DENG Hui,LI Jing,PI Guanglin
        (Research Institute of Petroleum Engineering,SINOPEC,Beijing 100101,China)

        This paper introduces the Baker Hughes′self-adjusting PDC bit,which uses the innovative method that has a passive hydro-mechanical feedback mechanism encapsulated in self-contained cartridges to control the depth of cut.It can absorb part of impact force to prevent over-engaged in the formation to improve the efficiency of drilling and lower the drilling cost.So,the mechanism of bit′s stick/slip and the concept of DOC are learned,and the detailed introduction of self-adjusting PDC bit is given. The laboratory and field experiments show that the self-adjusting PDC bit can significantly eliminate the stick/slip and improve the performance of bit,which is a novel idea for improve drilling rate and reducing cost.

        self-adjusting;PDC;bit;Baker Hughes;DOC

        中國(guó)石油化工股份有限公司科技部項(xiàng)目“石油工程技術(shù)裝備發(fā)展趨勢(shì)與戰(zhàn)略對(duì)策”(P15163)、“石油工程公司參謀支持研究”(SG16-01J)

        TE24

        :A

        10.6056/dkyqt201701028

        2016-07-28;改回日期:2016-11-12。

        思娜,女,1983年生,碩士,2010年畢業(yè)于中國(guó)石油大學(xué)(北京)油氣井工程專業(yè),現(xiàn)主要從事石油工程技術(shù)前瞻研究及戰(zhàn)略規(guī)劃研究方面的工作。E-mail:sina.sripe@sinopec.com。

        思娜,鄧輝,李婧,等.貝克休斯自適應(yīng)PDC鉆頭[J].斷塊油氣田,2017,24(1):125-130.

        SI Na,DENG Hui,LI Jing,et al.Self-adjusting PDC bit of Baker Hughes[J].Fault-Block Oil&Gas Field,2017,24(1):125-130.

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