锥形PDC齿和常规PDC齿混合切削破岩试验研究

作者：张文波; 史怀忠^*; 席传明; 张楠; 熊超; 陈振良

来源：石油机械, 2023, 51(03): 33-39.

DOI：10.16082/j.cnki.issn.1001-4578.2023.03.005

• PDC钻头
• 混合布齿
• 锥形齿
• 破岩比能
• 混合切削
• 同轨道切削

混合布齿PDC钻头在油田现场取得了较好的提速和进尺效果，但其设计过多依赖于设计者的经验，缺乏理论依据和室内试验数据支撑。为了优选锥形PDC齿与常规PDC齿混合布齿参数，进一步提高混合布齿PDC钻头在硬岩地层中的钻进性能，针对花岗岩地层设计并开展了锥形齿和常规齿混合切削试验，探究了同轨道切削顺序、切削齿高差和异轨道锥形齿间距、切削齿高差对破岩效果的影响规律。研究结果表明：对于同轨道混合切削，采用先锥形齿后常规齿的切削顺序可以使锥形齿和常规齿的破岩效率都达到最佳，获得最佳的整体破岩效果；对于异轨道混合切削，随着锥形齿间距的增加，切削力和破岩比能先减小后增大，而破岩体积先增大后减小；当锥形齿间距为18 mm时，切削力和破岩比能同时达到最小值，分别为4 252 N和108 MPa,最优锥形齿间距为18 mm。所得结论可为适用于硬岩地层钻进的混合布齿PDC钻头设计提供指导。

• 单位
  中国石油大学（北京）; 油气资源与探测国家重点实验室