對于大井眼PDC,定向過程中PDC鉆頭剪切齒在一定鉆壓下,因?yàn)榫勖娣e大,鉆具剛性相對較柔下傳載荷過程中將產(chǎn)生變化、震驚,鉆具產(chǎn)生抖動(dòng),造成鉆頭齒吃入地層的深度不一,造成PDC每一個(gè)滾動(dòng)過程中無法保持平衡,也就是過載,造成了鉆壓變化,地層給鉆具不均的反扭距,這一運(yùn)動(dòng)會(huì)使鉆具會(huì)產(chǎn)生反轉(zhuǎn),反轉(zhuǎn)的快慢與鉆壓大小成正比,這造成工具面的大幅度的充變化。
另一方面彎馬達(dá),馬達(dá)輸出功率低,不足以克服地層給鉆頭的反扭矩。造斜的過程實(shí)際上是一個(gè)向上的爬坡的過程,PDC鉆頭的側(cè)向齒的部齒,及牙齒分部數(shù)目,外椎部齒角度大小及齒直徑是也是影響是否能成功定向的樞紐。
3.1為什么擺不住工具面:
原因是PDC切屑齒無法平均吃入地層,PDC鉆頭剖面與地層剪切沖擊力太大造成反扭力,加之刀冀導(dǎo)角不公道造成。常規(guī)做法硬地層的角度要大一些,也就是說增大椎頂與外椎面積與地層更多的接觸,否則因?yàn)槊娣e小,頂部沖擊力大,將造成某一個(gè)爬坡刀翼過深切入地層,而產(chǎn)生某一時(shí)間上的滯動(dòng),產(chǎn)生動(dòng)載,而其它刀翼還沒wq深入,產(chǎn)生打滑,使工具面不不亂。
PDC切屑齒尺寸較大,造成吃入巖性太深,另一方面外錐剖面角度不應(yīng)太小太急{zh0}在20°左右,否則鉆頭沖擊力大,造成過載,工具面亂動(dòng),另一方面,在外錐上多布齒,由于鉆頭磨損主要在外錐上,選中弧度的剖面,和地層接觸適中,減少鉆頭沖擊力。
如何公道選擇PDC鉆頭其主要方向,應(yīng)使用淺內(nèi)錐PDC鉆頭,在刀冀選擇上應(yīng)螺旋刀翼與螺旋保徑設(shè)計(jì)技術(shù)可以避免和保徑段與井壁和井底直接碰撞接觸。采用螺旋刀翼與螺旋保徑設(shè)計(jì)的鉆頭以更加平穩(wěn)的方式切削地層,鉆頭保徑段與井壁的接觸也更加平緩。
調(diào)整好泥漿潤滑,支持鉆具在小鉆壓下工作,也是克服擺不上工具面的好的方法。小鉆壓對應(yīng)小的馬達(dá)輸出扭矩。M=C1(PDC鉆頭可鉆系數(shù)0.1-0.3)*鉆壓(N)*井眼直徑(m),牙輪鉆頭可鉆系數(shù)為(0.03-0.05)
保持剛性,調(diào)整好鉆具結(jié)構(gòu),鉆井過程中防止鉆具由彎曲而造成的變形,使鉆頭無法接觸井底而無進(jìn)尺的發(fā)生。馬達(dá)本體不亂器尺寸過足將影響鉆頭有效的進(jìn)尺,由其有大井斜時(shí)因?yàn)殂@具受壓,過小的環(huán)空間隙影響井巖屑的上返,其下部有部門沉積,加大了滑動(dòng)鉆進(jìn)時(shí)的機(jī)械效率,產(chǎn)生較的摩擦阻力。而過小的間隙將影響鉆具的增斜能力。
減少拖壓應(yīng)要選擇PDC鉆頭有短的保徑并且有一定螺旋角度,與整個(gè)刀翼錯(cuò)開一定角度,保證保徑部位不影響鉆頭齒切入地層,不能與其成為一條線的部局,從多角度更多接觸地層減少對地層的磨摩,及沖擊。
選擇高功率的馬達(dá),高鉆速的馬達(dá)。為什么在215.9mm井眼擺工具面相對輕易,一方面接觸面積小地層產(chǎn)生的扭距小,加一方面主要是相對小尺寸的馬達(dá)(172mm)馬達(dá)鉆速較高一般達(dá)180轉(zhuǎn)/分- 200轉(zhuǎn)/分以上,高鉆速小鉆壓更適合PDC鉆頭,而大井眼311mm在我油田硬地層不易擺工具的原因,就是由于我們使用的馬達(dá)244mm鉆速只有80-110轉(zhuǎn)/分之間,沒有產(chǎn)生高鉆速,高流速,形成的井眼高部位的高速流區(qū)攜帶巖屑不足,井眼清潔較差在相對鉆壓下,因?yàn)殂@速低,司鉆為加快鉆進(jìn)只有增加鉆壓,則地層反扭距增大,假如大于馬達(dá)產(chǎn)生的扭距,而使馬達(dá)反轉(zhuǎn),工具面亂跑。
鉆速方程R=Lp* nb* N
(LP 每個(gè)單元有效吃入 nb 有效的翼數(shù) N轉(zhuǎn)速)
鉆頭側(cè)面的流道槽要進(jìn)可能更大的截流面積,并且有一定的引導(dǎo)槽道,讓破碎巖石由引導(dǎo)槽道,按一定方向引導(dǎo)而不影響鉆頭破碎更多的巖石,假如沒有好引導(dǎo)槽道,被{dy}次破碎的巖屑,上返不及時(shí),會(huì)在鉆頭下部沉積,鉆頭將重復(fù)破碎,造成所謂托壓。而好的鉆頭引導(dǎo)槽道就如一個(gè)傳送帶。