殼牌公司資深鉆井工程師指出，鉆井作業(yè)商的目標(biāo)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(yīng)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(shè)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(shè)計且大多數(shù)鉆頭結(jié)構(gòu)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(shù)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(gòu)成以提高其耐磨性。第三規(guī)徑技術(shù)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(shè)計技術(shù)不是建立在模擬基礎(chǔ)上，而是建立在具體用途的基礎(chǔ)之上。該公司擁有一套能幫助設(shè)計工程師開發(fā)成功鉆頭的分析工具，其設(shè)計系統(tǒng)建立在對每只鉆頭建立三維模型的基礎(chǔ)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(guān)系。該公司的目標(biāo)不是預(yù)測鉆頭的鉆井性能，而是通過工程設(shè)計而生產(chǎn)出能實現(xiàn)所需性能的鉆頭設(shè)計幾何形狀，其中最重要的步驟是在完成初始設(shè)計和對首批鉆頭進行試驗之后。此時，設(shè)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(chǔ)結(jié)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(shè)計技術(shù)也隨之改變，以便與目標(biāo)用途中的變量相吻合，這就是Shear Bits公司以具體用途為基礎(chǔ)的設(shè)計技術(shù)，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(shù)以使其能在具體應(yīng)用中發(fā)揮最佳性能。其定向井系列鉆頭可實現(xiàn)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(zhuǎn)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(shù)，該公司形成了多排齒系列鉆頭，這種鉆頭可被設(shè)計出多種獨特特征，從而在復(fù)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?qū)崿F(xiàn)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(jié)構(gòu)能夠在沒有過多側(cè)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(yīng)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(shè)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(yīng)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?qū)煞N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。
發(fā)布信息
