隨著深井、超深井、地?zé)峋脑龆�，井下環(huán)境也又越來越惡劣，溫度高、硬度高、研磨性強(qiáng)。目前高溫地層鉆井通常使用碳化鎢鑲齒牙輪鉆頭，井底溫度一旦超過 300℉，橡膠密封材料和潤滑油將加快老化，造成密封失效，縮短鉆頭的使用壽命，導(dǎo)致起下鉆次數(shù)增多，鉆井費(fèi)用增加。針對高溫難鉆地層的鉆井需要，史密斯鉆頭公司和哈里伯頓公司分別推出了各自研發(fā)的抗高溫牙輪鉆頭，專用于深井、地?zé)峋雀邷劂@井環(huán)境。
史密斯Kaldera牙輪鉆頭，利用IDEAS軟件平臺進(jìn)行設(shè)計(jì)開發(fā)，可以精確模擬鉆頭在高研磨性地層的動態(tài)特性，優(yōu)化改進(jìn)鉆頭的切削結(jié)構(gòu)，提高使用壽命。密封圈采用纖維增強(qiáng)氟橡膠復(fù)合材料制成，提高了高溫穩(wěn)定性和抗疲勞能力。潤滑油采用合成油及其它添加劑提高高溫條件下的承載能力，從而為軸承密封系統(tǒng)提供足夠的潤滑性。它綜合應(yīng)用了史密斯鉆頭的多種先進(jìn)設(shè)計(jì)、材料、加工制造工藝，提高了鉆頭的抗高溫能力，延長了鉆頭在高溫環(huán)境的使用壽命。
哈里伯頓抗高溫牙輪鉆頭采用能量平衡方法優(yōu)化切削結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)切削力在鉆頭牙齒的均衡分布，切削效率高，有利于提高難鉆地層的機(jī)械鉆速;采用金剛石保徑，提高抗磨損能力;選用高能軸承配合耐高溫軸承潤滑劑，提升鉆頭承載能力，并減少熱量產(chǎn)生和摩擦，確保鉆頭工作平穩(wěn);應(yīng)用機(jī)械壓力補(bǔ)償系統(tǒng)，使用機(jī)械儲能彈簧代替橡膠閥，實(shí)現(xiàn)內(nèi)外壓力平衡，提高密封系統(tǒng)的可靠性，由于減少了橡膠件，抗高溫老化能力顯著提高。
Kaldera鉆頭在意大利一口地層溫度高達(dá)530℉的地?zé)峋畱?yīng)用，單次入井工作時間達(dá)77小時，比其它鉆頭增加37%，且軸承及密封系統(tǒng)完好，創(chuàng)造了該地區(qū)的新紀(jì)錄。
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