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提高徐家围子深井钻速的钻头参数评价和研制

作　者: 王春华
导　师: 曹晓春；王洪潮
学　校: 东北石油大学
专　业: 石油与天然气工程
关键词: 深井 PDC 钻头机械钻速围压
分类号: TE921
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

随着深部油气藏的勘探和开发,深井的数量亦在增加,深井的机械钻速低、周期长、钻井成本高的矛盾越来越显得突出；采用合适的钻头可有效解决这一矛盾,本论文进行了钻头参数评价与优选,根据所钻地层特性及同区块所用钻头的各项指标参数,优选出较为合适的钻头以降低钻井成本、提高经济效益。本论文大量调研了大庆油田徐家围子区块深井用钻头的使用情况,采用了灰色局势决策法优选钻头,提出了徐家围子深井钻头优选方案,可减少钻头用量、提高机械钻速、降低钻井成本。该论文研究工作在充分分析了国内外各钻头产品的使用效果、磨损情况、钻头的结构设计和材料等因素,认为PDC复合片的性能影响了PDC钻头在可钻性极值5.5以上的地层使用效果,钻头的冠部曲线设计、布齿等设计参数不合理、地层围压等是影响深井机械钻速的主要原因,并创新地设计出了基于预破除地层围压的切削钻进方式的组合式PDC钻头,具有抗回旋、机械钻速高等特性,为徐家围子深井井段的钻头结构提供新的设计思路。该课题的研究,对徐家围子深井钻井提速具有推动作用,可为进一步加快深井钻井速度、降低钻井成本、减少井下复杂,从而降低钻井成本、提高钻井效率。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-6
创新点摘要  6-9
第一章前言  9-11
  1.1 研究的目的和意义  9
  1.2 深井用钻头技术现状  9-10
  1.3 论文的研究内容  10-11
第二章徐家围子钻井情况及钻头优选方法  11-16
  2.1 徐家围子及升平深井钻井情况概述  11-13
    2.1.1 地层层序及岩性描述  11
    2.1.2 钻井情况  11-13
  2.2 钻头评价方法优选  13-16
    2.2.1 每米钻井成本  13
    2.2.2 灰色局势决策评价法  13-16
第三章徐家围子Φ311井段钻头优选方案  16-34
  3.1 泉三段以上钻头使用情况分析  16-25
    3.1.1 百施特M1951SGU钻头分析  17-18
    3.1.2 兴沃ST905钻头分析  18-20
    3.1.3 川克AG526钻头分析  20-22
    3.1.4 川克P2牙轮钻头分析  22-23
    3.1.5 川克G535DQ钻头分析  23-25
  3.2 泉三段至泉二段使用的钻头情况分析  25-28
    3.2.1 百施特M1665SSM钻头分析  25-26
    3.2.2 G535DQ钻头分析  26-27
    3.2.3 E517G钻头分析  27-28
  3.3 泉二段至登二段钻头使用情况分析  28-31
    3.3.1 江汉HJS517GR钻头分析  28-29
    3.3.2 FJT537GR钻头分析  29-31
  3.4 应用灰色局势决策评价法分析  31-32
    3.4.1 泉三段以上使用钻头评价  31
    3.4.2 泉三段至泉二段井段使用钻头评价  31-32
    3.4.3 泉二段至登二段钻头使用情况分析  32
  3.5 Φ311井段钻头优选推荐方案  32-34
    3.5.1 泉三段以上井段  32-33
    3.5.2 泉三段至泉二段井段  33
    3.5.3 泉二段至登二段井段  33-34
第四章徐家围子Φ215井段钻头优选方案  34-53
  4.1 Φ215井段基本情况  34
  4.2 江汉钻头厂钻头产品  34-41
    4.2.1 技术特点  34-35
    4.2.2 HJ系列钻头使用情况  35-41
    4.2.3 HA系列钻头  41
  4.3 美国Smith公司生产的牙轮钻头  41-43
    4.3.1 技术特点  41-42
    4.3.2 FG40YODPD钻头  42-43
    4.3.3 FG45YODPD钻头  43
  4.4 泉二段至登二段PDC钻头使用  43-52
    4.4.1 美国reed公司生产的钻头  43-48
    4.4.2 美国休斯公司PDC钻头  48-51
    4.4.3 引进PDC钻头优选及效果  51
    4.4.4 综合评价  51-52
  4.5 徐家围子深井钻头优选方案  52-53
第五章组合钻头的研制  53-60
  5.1 组合钻头的设计原理  53-55
    5.1.1 破除地层围压作用  53-54
    5.1.2 提高钻头稳定性  54
    5.1.3 提高钻头布齿密度  54-55
  5.2 组合钻头设计计算  55-56
    5.2.1 钻头内外高度差的计算  55
    5.2.2 内外钻头尺寸的选择  55-56
    5.2.3 内外钻头水力计算  56
  5.3 钻头方案  56-57
    5.3.1 修改了冠部曲线  56
    5.3.2 采用2体式组合钻头  56
    5.3.3 采用螺纹连接方式  56-57
    5.3.4 一体式钻头方式  57
  5.4 钻头成本分析  57-58
  5.5 钻头试验方案  58-59
    5.5.1 钻头基本参数  58
    5.5.2 钻头使用层位选择  58
    5.5.3 钻头使用参数  58-59
  5.6 效益分析及应用前景  59-60
结论  60-61
参考文献  61-63
致谢  63-65
详细摘要  65-69

提高徐家围子深井钻速的钻头参数评价和研制

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