殼牌公司資深鉆井工程師指出，鉆井作業(yè)商的目標是鉆出盡可能多的高性能井，并要保證是最低成本。那么究竟什么樣的鉆頭才能滿足鉆井作業(yè)商的具體需求呢？下面讓我們看看，近來國外其它主要鉆頭供應商推出的鉆頭新品。
獨特的水平井專用鉆頭
Shear Bits公司于2008年成立于加拿大，專為加拿大西部鉆井市場提供PDC鉆頭。
該公司所有鉆頭都針對水力優(yōu)化而設計成多種等級，全部流道和排屑槽的形狀都可最大限度的減少流場死點，所有噴嘴都可互換，排屑槽皆為大尺寸設計且大多數鉆頭結構都是在每個刀翼有多個噴嘴。該公司專用的第三規(guī)徑技術能通過三點金剛石覆蓋而保證鉆頭的耐用性。除了每個刀翼有三個PDC齒外，每個保徑墊都由碳化鎢合金構成以提高其耐磨性。第三規(guī)徑技術中的最終PDC齒布局能使鉆頭有效的倒劃眼通過縮徑井段。
Shear Bits公司的設計技術不是建立在模擬基礎上，而是建立在具體用途的基礎之上。該公司擁有一套能幫助設計工程師開發(fā)成功鉆頭的分析工具，其設計系統建立在對每只鉆頭建立三維模型的基礎上，其中包括專有的切削齒布置算法，重點是理解PDC齒與巖層間的幾何作用關系。該公司的目標不是預測鉆頭的鉆井性能，而是通過工程設計而生產出能實現所需性能的鉆頭設計幾何形狀，其中最重要的步驟是在完成初始設計和對首批鉆頭進行試驗之后。此時，設計人員要對鈍鉆頭狀況進行詳細的評估，并以所鉆地層為基礎結合具體用途來開發(fā)下一只鉆頭，隨著新型PDC齒的開發(fā)和新型鉆頭幾何形狀的生成，鉆頭設計技術也隨之改變，以便與目標用途中的變量相吻合，這就是Shear Bits公司以具體用途為基礎的設計技術，開發(fā)過程中的每一階段都著眼于鉆頭的井下性能而不是計算機模擬。
該公司擁有4個系列的PDC鉆頭，每個系列都含有具體的技術以使其能在具體應用中發(fā)揮最佳性能。其定向井系列鉆頭可實現穩(wěn)定的工具面控制而不會損失其機械鉆速，鉆頭滑動時可進行定向操作，而轉動時則速度快，鉆頭輪廓為專有的幾何形狀，整體長度短但同時又能在鉆頭臺肩處保持充足的金剛石量。
通過在每個刀翼上增加PDC齒的排數，該公司形成了多排齒系列鉆頭，這種鉆頭可被設計出多種獨特特征，從而在復雜地層中取得良好鉆進效果。而該公司的水平井系列鉆頭則配備了特殊的保徑墊，以便能夠實現與井壁的最大環(huán)形接觸，而同時又能保持鉆頭的總長度較短；鉆頭上的主要PDC切削結構能夠在沒有過多側切的情況下有效的向前鉆進，因而限制了鉆頭鉆進時的下斜傾向。
該公司稱，到目前為止還沒有哪家鉆頭廠家擁有專門為水平井應用而開發(fā)的鉆頭，所有其他廠家都是用其為定向井開發(fā)的鉆頭來鉆水平井段的，這樣做從功能上而言是可行的，但是只要鉆頭是為兩種不同用途而設計的，則鉆頭的性能總是在至少一種用途中是打折扣的，且常常是在兩種用途中都會打折扣。到目前為止，該公司鉆頭所創(chuàng)記錄的一半都是在水平鉆井應用中取得的。
在加拿大的一口井中，Shear Bits公司在一個通常機械鉆速很低的井段大幅提高了機械鉆速。該公司采用了其6 1/8英寸的SH513和6 1/8英寸的SH513D PDC鉆頭，SH513D鉆頭具有雙排齒特征。所鉆的是一段600~700米的水平井段，該井段地層主要是抗壓強度為15~20 kpsi的白云巖。在分析了實際情況后，該公司同時開發(fā)了兩種水平井系列鉆頭，以便能夠對兩種概念進行快速試驗。其SH513鉆頭用時31.3小時鉆進了644米，機械鉆速為20.6米/小時，與鄰井最快的鉆速相比提高了166%；而另一只SH513D鉆頭鉆進的井段更長，達689米，但機械鉆速還是達到了19.7米/小時，比鄰井第二快的鉆速快了很多。
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