公司動(dòng)態(tài)
鉆頭使用前的準備工作:
首先應仔細檢查前一只鉆頭的使用情況,了解鉆頭規徑的磨損狀態(tài),檢查鉆頭體上是否有缺落性的損壞(缺落部分如掉齒等會(huì )對即將入井的鉆頭造成傷害)。
鉆頭的工作穩定性對于防止井斜并最大程度地發(fā)揮鉆頭的性能具有重要作用,因此,使用PDC鉆頭時(shí)都推薦鉆頭在穩定的工作狀態(tài)下鉆進(jìn)。然而,由于具體的鉆井過(guò)程以及井眼條件的特殊性,有時(shí)并不需要刻意追求這種穩定性。所有的穩定器和擴眼器都應該檢測其外徑,以確保外徑尺寸不過(guò)大。
操作指南
新鉆頭首次鉆進(jìn):
1.在鉆頭接近井底時(shí)將泵的排量開(kāi)到最大,而后啟動(dòng),將轉速控制在30~60rpm。緩慢下鉆直至鉆頭接觸井底。
2.為了形成新的井底,在鉆進(jìn)最初的1m左右深度井眼的過(guò)程中,應該按照推薦的起始鉆壓值施加鉆壓。表中提供了不同尺寸的各種型號鉆頭的起始鉆壓值。鉆頭的起始工作參數(鉆壓和轉速)至少應維持鉆完一只鉆頭的長(cháng)度。
3.新的井底形成后,就可以平緩、均勻地增加鉆壓直至達到正常鉆進(jìn)時(shí)的鉆壓水平。對于極軟地層,該鉆壓與起始鉆壓非常接近。對于較硬的地層,鉆頭磨合形成新井底將花費較長(cháng)的時(shí)間,最終的正常工作鉆壓也較高。最佳的鉆壓值應該是:當鉆壓達到此值后,鉆頭的機械鉆速ROP不再隨著(zhù)鉆壓新的增加而增加,或鉆頭扭矩已達到極限扭矩值。
4.增加鉆頭轉速直至達到預期水平。鉆頭的最佳轉速應該是:當轉速達到此值后,鉆頭的機械鉆速ROP不再隨著(zhù)轉速新的增加而增加,或鉆頭扭矩已達到極限扭矩值。通常情況下,鉆頭在較軟的巖石中鉆進(jìn)時(shí)的機械鉆速ROP對轉速的變化更加敏感。對于較硬、研磨性較強的地層,高的鉆頭轉速易導致切削齒提前磨損失效。因此,及時(shí)監測鉆頭鉆速ROP隨轉速RPM的變化情況是很重要的,這樣我們可以在最低的轉速下達到預期的機械鉆速,一般而言,推薦的鉆頭轉速范圍為60~240rpm。
5.當鉆遇巖性變化的地層時(shí),應連續監測和調整鉆壓和轉速,以達到最優(yōu)的鉆頭壽命和鉆進(jìn)速度。
接單根:
除了沒(méi)有磨合形成新井底的過(guò)程外,接單根時(shí)遵循與新鉆頭首次鉆進(jìn)相似的規程。
1.當鉆達方鉆桿尾端時(shí),降低轉速至30~60rpm。
2.制動(dòng)剎車(chē),不再送鉆,使鉆頭上的部分鉆壓在數分鐘內逐漸得以釋放。
3.將鉆頭提離井底,停止鉆頭轉動(dòng)。
4.接單根完畢后,鉆頭重新入井。在鉆頭接近井底時(shí)開(kāi)足鉆井泵排量,使井底泥漿充分循環(huán)。開(kāi)動(dòng)(或頂驅),轉速30~60rpm。
5.鉆頭到達井底后,首先增加鉆壓,然后增加轉速,如前所述。
井底馬達和定向鉆進(jìn)
在使用井底馬達時(shí),鉆頭轉速范圍的控制是受到限制的。通常,巖層越硬,鉆頭轉速就應該越低。因此,充分了解巖性情況并據此選擇適宜的井底馬達是很重要的。AR系列鉆頭將PDC鉆頭的應用擴展到了更硬的地層,其推薦使用的是高扭矩、低轉速馬達。根據已有的技術(shù)資料,在定向鉆井中,AR系列鉆頭的造斜速度比常規鉆頭略低。所以,預計鉆頭造斜能力時(shí)應參照常規鉆頭作細微的調整,也可以根據當地的使用經(jīng)驗進(jìn)行適當調整。文獻SPE 24614中論述了抗回旋鉆頭在定向鉆井中的現場(chǎng)試驗情況。
1.將鉆井泵排量開(kāi)至正常鉆井時(shí)的一半,下放鉆頭至井底。在鉆頭開(kāi)始旋轉后同時(shí)增加鉆壓和鉆井泵排量。如果鉆頭是在易泥包的極軟地層中開(kāi)始鉆進(jìn)的,則推薦開(kāi)足鉆井泵排量。
2.當定向井鉆具在旋轉模式下工作時(shí),應使鉆桿的轉速維持較低的水平(20~40rpm)。
鉆頭發(fā)生回旋的標志
在鉆頭鉆進(jìn)過(guò)程中出現以下現象:
1.在高轉速(>120 RPM)下機械鉆速低(<12 ft./hr.);
2.當改變鉆頭轉速時(shí)機械鉆速呈非線(xiàn)性變化;
3.明顯的鉆柱振動(dòng)。
如果懷疑鉆頭發(fā)生回旋,應該采取以下措施:
1. 降低轉速至30~50RPM;
2. 加鉆壓直至鉆頭機械鉆速達到12ft./hr.或更高(注意不要超出推薦的最大鉆壓);
3. 按照一定的增量增加轉速并繪制轉速――機械鉆速曲線(xiàn),當曲線(xiàn)呈線(xiàn)性時(shí)說(shuō)明鉆頭不再回旋。
PDC鉆頭使用注意事項
地層
PDC鉆頭對地層巖性的變化是很敏感的。最優(yōu)的鉆井參數依賴(lài)于地層巖性,并且是隨鉆遇巖層的變化而變化的。
PDC鉆頭主要應用于軟至中硬地層的鉆進(jìn),鉆頭鉆井過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生大量的巖屑。因此,水力能量對于鉆頭的清洗和冷卻是必不可少的,水力能量的利用效率是影響鉆頭機械鉆速的最重要因素之一。
當PDC鉆頭鉆遇硬研磨性?shī)A層時(shí),其切削齒的磨損將隨著(zhù)轉速和鉆壓的增加而加劇。為延長(cháng)鉆頭壽命,推薦使用低轉速(約80~120rpm)和盡可能低的鉆壓。
鉆頭的準備
檢查前一只鉆頭有無(wú)斷、掉齒以及本體局部缺落等現象,若有,必要時(shí)應進(jìn)行打撈。井內落魚(yú)很容易導致PDC鉆頭的早期破壞,因此推薦在使用PDC鉆頭之前進(jìn)行打撈操作,清除井底異物。
從包裝箱內取出PDC鉆頭,注意取出時(shí)應先用木板或其它軟材料作好襯墊,不允許在鋼、水泥或其它硬質(zhì)材料上滾動(dòng)鉆頭。
入井前檢查鉆頭,確保鉆頭內流道無(wú)異物堵塞。
入井前檢測噴嘴直徑是否符合要求。
在鉆頭聯(lián)接螺紋處涂絲扣油脂。
按照API推薦的扭矩值上緊鉆頭聯(lián)接螺紋,必要時(shí)使用鉆頭裝卸器。特別注意:上扣時(shí)不得對鉆頭的切削齒和規徑結構造成損傷。
起下鉆
當鉆頭通過(guò)防噴器組、套管鞋以及尾管懸掛器時(shí)應特別謹慎、緩慢,以避免對鉆頭造成損傷。
在已出現縮徑的井段以及狗腿度嚴重的井段應謹慎、緩慢地通過(guò)。
盡可能避免用PDC鉆頭劃眼。較短的井段需要劃眼的應采用小鉆壓(約2~4klbs或1~2t)、適中的轉速以及最大的排量。
下至最后一個(gè)單根或立根時(shí)應開(kāi)足排量,緩慢下鉆。
下至鉆頭離井底6"~12"(150mm~300mm)時(shí),循環(huán)數分鐘。如果井底有淤積,循環(huán)時(shí)間可以適當延長(cháng),同時(shí)活動(dòng)鉆具。
懸浮設備
鉆頭與井底的磨合
鉆頭接觸井底之前,應將預期的水力計算結果與儀表顯示結果作對比,以檢測是否有噴嘴堵塞、噴嘴脫落現象,以及鉆井泵故障等。
軟地層:采用最大的鉆井泵排量,轉速約100rpm,鉆壓約1~2t。鉆進(jìn)1m左右后開(kāi)始調整鉆井參數,以達到最優(yōu)的機械鉆速。
較硬地層:磨合井底需要的時(shí)間較長(cháng)。轉速宜控制在80~120rpm,鉆壓以1t的增量逐漸增加。以此方式鉆進(jìn)0.6~1m后,開(kāi)始調整鉆井參數以達到最優(yōu)的機械鉆速。
硬研磨性?shī)A層:鉆壓應盡可能低,轉速約80~120rpm。
鉆進(jìn),接單根,起鉆
接單根時(shí)不宜直接將鉆頭提離井底,而應先使鉆壓自然釋放。這對于減少PDC切削齒的熱沖擊是很有效的,尤其是在鉆進(jìn)較硬巖層時(shí)。
起鉆過(guò)程中,在井眼尺寸較小處要放慢速度,以免傷及鉆頭規徑結構。在通過(guò)套管鞋、尾管懸掛器以及防噴器組時(shí),更要緩慢、謹慎,否則可能損壞鉆頭。
接單根完成后,鉆頭重新入井,鉆井泵恢復全排量,轉速和鉆壓應平緩地逐漸增加至正常值。
卸下的鉆頭應放置在木板或其它軟的墊板上,不允許直接將鉆頭工作面向下立置在鋼質(zhì)的鉆臺上。