MWD配合自激式脉冲射流PDC钻头在bT1204井的应用
浅议PDC钻头钻具组合的应用技术
浅议PDC钻头钻具组合的应用技术作者：杨振平来源：《中国科技博览》2012年第12期[摘要]：“PDC钻头+…”的钻具组合在钻井施工中得到广泛应用，对增加钻井效益起着重大作用，已是不争的事实，但在实际应用中，由于种种原因，时有达不到预期目的的情况发生，往往出现造斜率，钻进速度的不理想。
本文综合实钻中遇到的一些问题，结合几口井的现场施工情况，解析了PDC钻头的结构对造斜率因素的影响，PDC钻头对不同的地层适应性不同，以及在使用PDC钻头在钻井施工中，由于人为的操作因素不同，而对钻头使用效果产生了不同影响。
提出对选用的钻头的优选，人们认识观念的革新是提高钻井速度，增加钻井效益的关键。
[关键词]：PDC钻头动力钻具造斜率中图分类号：TE921 文献标识码：TE 文章编号：1009-914X（2012）12- 0237 -01引言“PDC钻头+…”的钻具组合在现代钻井中得到国内外钻井界的认可，在定向井钻井中有着广泛的应用，为提高现代钻井技术，缩短钻井周期，增加钻井效益起着重大作用，但在实际应用中，无论在浅井、中深井及深井中还是在泥浆处理不好的定向井中、滑动钻进中井段比较长的定向井中以及浅、中、深水平井中，由于种种原因却达不到预期目的，造成不必要的损失。
当施工中急需增井斜的时候，原计划有一定造斜能力的动力钻具关键时候造斜能力失常，无法满足要求，增斜就是不理想，这样有可能重新起钻换动力钻具，耽误工期；也有可能因为这趟钻不成功造成填井，施工人员难以解脱；容易憋泵，动力钻具寿命降低，易于损坏；损坏钻头，钻头容易断齿、掉齿，有的甚至连根拔起掉成秃头，造成井下落物；工具面变化厉害，大绳打扭，造成事故，在有些应用有线随钻施工的井中，工作中稍有粗心，电缆往往因为钻具摆动而打扭造成断路或短路；侧钻井中掌握不好参数，侧钻不容易成功，因此有必要对“PDC钻头+…”的钻具组合进行研究。
1 施工实例与因素分析（1）新疆YM7-H1井。
浅谈PDC全面钻头在资源井钻探施工中的应用
１ Ｐ Ｃ全 面钻 头 Ｄ
１ １ Ｐ Ｃ全面钻 结构 ． Ｄ
Ｐ Ｃ全 面 钻 头 的切 削 具 是 由一 层 聚 品 的 人造 Ｄ
金 刚 石和硬 质 碳化 钨 组 成 ， 聚 品 人造 金 刚 石 薄 片 将
（ 圆型 ） 焊接 在 柱状 碳 化钨 端 面组 成 切 削具 ， 再通 过
层 ， 中含 有 泥岩 、 页岩 、 质 砂 岩 、 岩 、 岩 、 其 泥 泥 灰 砂
定 的角度 。钻头底 部 呈抛 物 线 、 型 和平 底 型 等 锥
多种形 式 。
石 英砂 岩等 ， 地层 软硬交 互频 繁且厚 度差 别较 大 。 ② 同体 矿 勘 探 井 成 井 所 钻 遇 地 层 更 为 复 杂 多
样， 一般 要 钻 遇 部 分 第 四系 、 三系 和 古 生 界 的 石 第
１ ２ Ｐ Ｃ全面钻 头特性 ． Ｄ
（ Ｄ ￣Ｐ Ｃ全 面 钻头 采 用剪 切 方式 破 碎 地层 ． 表 属
面破碎 ， 因此 所需 钻进 压 力轻 ， 要 求 转速 高 ， 但 一般 在 ２ ３ 的普通牙 轮钻 头转 速下工 作 。 ～倍 由于 Ｐ Ｃ全 Ｄ
率也小 ， 虽然 近 几年 来 在资 源 井勘 探 行业 施 ＿ 中注 丁
面钻 头钻 进 时对 冲洗 液 技术 参 数要 求 较 高 ， 即使用
Ｐ Ｃ全 面 钻头要 达 到一 定 的钻 头 水 马力 ， 则将 会 Ｄ 否
造 成 复合 片碳 化磨 损 或 “ 泥包 ” 头 ， 而 降 低钻 头 钻 从
浅谈 Ｐ Ｃ全 面钻 头在 资 源 井钻 探施 工 中 的应 用 Ｄ
季 学庭
（ 国煤 田地 质 水 文地 质 局 ， 中 河北 邯 郸 ０ ６０ ） ５ ０ ４
MWD与LWD组合技术及应用实践
・随钻录井・MWD与L WD组合技术及应用实践时鹏程3(中油技术服务北京录井技术公司)摘 要 80年代MWD技术和90年代L WD技术的应用与发展为钻进过程中全面监控钻井、判断油气层奠定了基础。
该文较系统地阐述了MWD与L WD作为一项组合(M/L WD)技术的工作方式、地面软件系统以及在地质导向方面的应用情况,在此基础上探讨了M/L WD技术发展的特点。
主题词 MWD L WD 工作方式 地面系统 〔地质导向〕 特点 应用一、引 言MWD技术发展初期主要用于钻进过程中定向测量,后来逐步过渡到钻井过程中的监控,而在MWD基础上发展起来的L WD技术主要用于钻井过程中大斜度井及水平井的地质导向,因此在L WD方面增加了伽马、电阻率、密度等检测与判断地层的仪器。
随着人们对钻井要求的不断提高,在一些特殊井钻井过程中,为实现安全、高效、优化钻井和及时判断储层,人们有选择地应用了M/L WD技术的有效组合方式。
MWD与L WD的组合国外有些石油公司称之为Triple Combo(三组合:MWD+CDR+ CDN或ADN)或Quaple Combo(四组合:MWD+CDR+ADN+GSB或ISON IC)。
本文所要阐述的就是这种组合形式的M/L WD技术及其应用实践。
二、工作方式及技术特点1.工作方式(1)实时模式M/L WD仪器在钻进时将测量到的信息传至脉冲器,脉冲器将这些信息采用一定方式编码后将其传至地表的SPT(立管压力传感器)1、SPT2,地面信息处理与解码系统再将其转化为软件界面上可供显示或打印的数字化、图形化格式,为客户提供最终产品。
(2)记录模式在起下钻或钻进时M/L WD仪器只将采集到的信息存储于仪器的存储器内,并不进行实时传输,待仪器的数据下载接口起至转盘面上约1.5m处时,通过数据下载线将其传至地表计算机内供处理、显示,一般30min内提交处理好的数据磁盘并打印成图。
2.技术发展特点(1)用于实时数据传输脉冲器的数据传输速度不断提高,耗电量不断降低,适应性不 3时鹏程 工程师,1970年生。
MWD无线随钻测斜仪在钻井中的应用
MWD无线随钻测斜仪在钻井中的应用【摘要】在地质钻探、石油钻井中，随钻测量系统是连续监测钻井轨迹、对井眼轨迹进行及时调整必不可少的测量工具。
特别是定向井、水平井工程中，随钻测量系统的应用更为广泛。
【关键词】MWD无线随钻测斜仪；钻井；正脉冲；钻井液；监测一、MWD无线随钻测斜仪概述（一）MWD无线随钻测仪结构及工作原理海蓝YST-48R型MWD无线随钻测斜仪由地面设备和井下仪器两部分组成。
地面设备包括压力传感器、专用数据处理仪、远程数据处理器、电缆盘等。
井下测量仪器主要由定向探管、伽玛探管、电池、脉发生器、打捞头、扶正器等。
该仪器以钻井液作为信号传输通道，通过定向探管中的磁通门传感器和重力加速度传感器来测量井眼状态（井斜、方位、工具面等参数），并由探管内的编码电路进行编码，将数码转换成与之对应的电脉冲信号。
这一信号通过功率放大，并驱动电磁机构控制主阀头与限流环之间的泥浆过流面积，由此产生钻柱内泥浆压力的变化。
在主阀头提起时，钻柱内泥浆可以顺利通过限流环；在主阀头压下时，泥浆流通面积减小，从而在钻柱内产生了一个正的泥浆压力脉冲。
主阀头提起或压下的时间取决于脉冲信号，从而控制了泥浆脉冲的宽度和间隔。
安装在立管上的压力传感器可以检测到这个脉冲序列，再由远程数据处理器完成对泥浆脉冲的采样、滤波、识别、编码和显示，并将相关数据传送给专用数据处理仪进行解码处理。
（二）MWD仪器的精确度1、井斜测量精度：±0.1°；2、方位测量精度：±1°（井斜大于5°）；3、重力工具面测量精度：±1°；4、磁性工具面测量精度：±1°；5、工作温度范围：0℃～90℃；二、MWD无线随钻测仪的优点1、YST-48R以钻井液为信号载体，能在不间断钻井作业的情况下，及时获得井眼轨迹的各种监测参数，从而有效控制井眼轨迹的走向。
2、克服有线随钻不能应用于转盘钻进的缺点，而能有效地应用于深井、大位移井、导向钻井、水平井和侧钻水平井。
浅析PDC钻头地质录井措施
浅析PDC钻头地质录井措施【摘要】PDC钻头在地质录井中的应用意义非常重要，对于提高钻井效率和地质信息的获取具有关键作用。
本文首先介绍了PDC钻头的特点与优势，然后详细讨论了地质录井过程中PDC钻头的选择原则和使用方法。
还指出了PDC钻头地质录井措施的注意事项，包括钻头的保养和调整等。
通过对PDC钻头地质录井效果的评价，强调了其在地质勘探中的重要性。
结论部分总结了PDC钻头地质录井措施的重要性，并展望了PDC钻头在未来的发展前景。
通过本文的介绍与讨论，读者可以更好地了解PDC钻头在地质录井中的应用和优势，从而提高钻井效率和地质勘探的准确性。
【关键词】关键词：PDC钻头，地质录井，应用意义，特点，优势，选择原则，使用方法，注意事项，效果评价，重要性，未来发展。
1. 引言1.1 介绍PDC钻头在地质录井中的应用意义PDC钻头（Polycrystalline Diamond Compact）是一种利用多颗金刚石晶体通过高温高压技术固结在硬质合金基体上制成的超硬材料钻头，具有很高的硬度和抗磨损性能。
在地质录井中，PDC钻头的应用具有重要意义。
PDC钻头具有良好的钻进效率和稳定性，可以在不同地质条件下实现高效快速的钻井作业。
其优异的抗磨损性能和较长的使用寿命，有效减少了换钻次数和停工时间，提高了钻井效率，降低了钻井成本。
PDC钻头在地质录井过程中具有较强的适应性，可以钻探各种不同类型的地层，包括软岩、硬岩、砂岩等。
PDC钻头可根据不同地质条件进行合理配置和组合，提高了钻井作业的成功率和钻井质量。
PDC钻头的使用还可以减少对环境的影响，降低了潜在的安全风险。
通过合理选择PDC钻头和优化录井措施，可以有效避免钻井事故的发生，保障工作人员的安全和井下设备的完好。
PDC钻头在地质录井中的应用意义非常重大，不仅可以提高钻井效率和质量，减少钻井成本，还可以保障工作人员的安全，实现可持续发展。
对PDC钻头地质录井措施进行深入研究和应用具有积极的意义。
PDC钻头钻井条件下的地质录井技术探讨
PDC钻头钻井条件下的地质录井技术探讨随着石油钻井技术的不断发展，PDC钻头的应用越来越广泛。
PDC（聚晶金刚石复合刀具）钻头具有高效、经济、耐磨等优点，在固井、水井、煤矿工程以及石油天然气勘探开发中得到了广泛应用。
本文探讨了在PDC钻头钻井条件下的地质录井技术。
地质录井是一项省油、保井、增产的重要技术，是石油勘探开发中不可或缺的一环。
在PDC钻头钻井的条件下，地质录井需要注意以下几个方面：一、测井工具的选择随着钻井深度的增加，对测井工具的要求也越来越高。
传统的技术包括侵入式测井和非侵入式测井。
侵入式测井需要在钻井过程中停下来进行测量，测井时间较长，并且容易损坏测井工具。
非侵入式测井则无需停止钻井即可进行测量，并且测量时间短、测量精度高、测井工具不易受到损伤。
因此，在PDC钻头钻井的条件下，非侵入式测井技术应用更为广泛，尤其是超声波测井、中子测井和密度测井等非侵入式测井技术。
二、钻井液的选择PDC钻头不同于传统的钻头，在钻井液的选择上也需要特别注意。
传统的钻头利用的是冲击压碎岩石的方式进行钻井，因此需要使用深海重钻泥或淀粉粘土等高粘度液体。
而PDC钻头则采用切削的方式进行钻井，钻井液需要具有一定的注浆能力，但是不能过分粘稠，否则会影响钻头的钻进效率。
此外，钻井液的性质还应根据地质条件进行合理调配，以保证钻进过程的顺畅和钻层记录的准确性。
三、钻头的设计和选型PDC钻头的设计和选型对地质录井技术有着至关重要的影响。
在选择PDC钻头时，应根据地层的硬度、厚度、孔隙度和稳定性等因素综合考虑。
对于较硬的地层，应选择具有较高切削能力的钻头；对于较软的地层，则需要选择具有较好注浆能力和防卡钻能力的钻头；对于中等硬度的地层，则应选择兼具切削能力和注浆能力的钻头。
PDC钻头钻井条件下的地质录井技术，需要综合考虑测井工具的选择、钻井液的选择和钻头的设计和选型等因素。
只有科学合理地选择和应用技术，才能有效提高地质录井的质量和效率，为石油勘探开发工作提供更有力的技术支持。
自激振荡脉冲射流提高PDC钻头机械钻速实践
ｏ ｔ ｙ ａ ｘ ｌ ｒ ｑ ｉ ｍｅ ｔ ｕ ｕ ｉ ａｙ ｅ ｕｐ ｎ ． ｎ ａ ｉ
Ｋ ｙｗ ｒ ｓ ｓｌｅｃ ｅ ｓｉａ ｏ ， ｕｓｄｊｔ Ｐ Ｃ ｄｉ ｉ ｐｎｔ ｔ ｎｒｔ ｅ ｏｄ ： ｅ－ｘｉｄｏｃ ｔｎ ｐ ｅ ， Ｄ ｒ ｂｔ ｅｅｒ ｏ ｅ ｆ ｔ ｌｉ ｌ ｅ ｌ ； ａ ｉ ａ
１ 概述
我们 于 ２０ ０７年 １月 在江 汉 油 田总 ３斜 一３—６
井 和万 １ ２斜 一１ 井两井 中硬 地层 试验 了 ２只 ８ Ｍ
—
利用 自激振 荡 脉 冲射 流理 论 ， 研制 自激 振 荡脉 冲射 流装 置 ， 装 在 Ｐ Ｃ石 油 全 面钻 头上 面 ， 行 安 Ｄ 进 油 田钻孔 生产实 践在我 国还属先 例 。它是将 泥浆泵 提 供 的连 续射流 ， 过 脉 冲装 置 内 的特殊 腔 室边 界 通 条件 的碰 撞产生 压 力振 荡 波 ， 形成 强 烈 的 自激振 荡 脉 冲射流 。 根据 实 验 发现 这种 射 流有 较 大 的变压 特性 ， 在 相 同条件 下 ， 与现有 的普通 喷嘴 比较 ， 脉冲射 流十分
同直径 的实践应用表 明， 新型 自激振荡脉 冲射流 Ｐ Ｃ石 油钻 头与普通 Ｐ Ｃ钻头相 比， Ｄ Ｄ 机械钻速提高 １ ％ 一 ０ ； ０ ３％ 钻头寿命 大幅度提高 ； 破碎岩屑颗粒粒径增 大 ２～ ４倍 ， 扩大了勘探油井 Ｐ Ｃ钻头使用范 围； Ｄ 有效地 防止 了钻头“ 泥
PDC钻头在定向井中的应用
ＰＤＣ钻头在定向井中的应用作者：纪传军来源：《现代企业文化·理论版》2008年第11期【摘要】文章总结了PDC钻头在无棣、大北、桩西地区定向井中应用时存在的一些问题，针对这些问题提出了在该地区使用PDC钻头应注意的一些技术措施和现场施工方案，并介绍了典型的成功实例。
【主题词】PDC钻头；定向井；水力结构一、对PDC钻头的分析PDC钻头于20世纪70年代投入应用。
在过去的30年中，大量的技术进步使PDC钻头在钻头市场上占有重要份额，而且其份额还在不断增长。
例如2000年时PDC钻头的钻井进尺约占总进尺的26%，而到2003年PDC钻头的钻井进尺约占总进尺的50%。
PDC钻头水马力、切削件和动态稳定性的改进导致PDC钻头的机械钻速和寿命大幅度增长。
过去，PDC钻头只限于钻软到中硬地层，不能钻研磨性地层。
今天，大量的发明和技术突破使PDC钻头的钻速更快、钻井质量更好而且钻井深度更深，其应用范围也扩大到硬地层和研磨性地层。
1．聚晶金刚石复合片（PDC）钻头的材料。
聚晶金刚石复合片是以金刚石粉为原料加入粘结剂在高温高压下烧结而成。
由于聚晶金刚石内晶体间的取向不规则，不存在单晶金刚石所固有的解理面，所以PDC的抗磨性及强度高于天然金刚石且不易破碎。
但由于多种材料的存在，热稳定性较差，同时脆性较强，不能经受冲击载荷。
后来随着PDC钻头的技术进步使得聚晶金刚石薄片与碳化钨圆片接触面的几何形状有了改进，使PDC钻头的热稳定极限也由原先的7000C提高到11500C。
2．聚晶金刚石复合片（PDC）钻头的结构。
与牙轮钻头不同，PDC钻头没有运动部件。
按钻头体材料及切削齿结构把PDC钻头分为胎体及钢体两类。
胎体钻头的钻头体用碳化钨制成，再将复合片直接焊接在本体；钢体钻头的钻头体用整块的合金钢加工而成，再将复合片焊接在碳化钨材料齿柱上制成切削齿，然后将切削齿镶嵌在钻头体上。
3．PDC钻头的水力结构。
PDC钻头的结构取决于很多因素，如钻进能力（钻速）、水马力、导向能力和耐磨性等。
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MWD配合自激式脉冲射流PDC钻头在
bT1204井的应用
作者：张晓林齐国忠马金洪鮑德年
来源：《中国新技术新产品》2013年第02期
摘要：2011年百口泉油田百21井区有60﹪的井为石炭系断层井，地层倾角大，石炭系地层的平均机械钻速为2.17m/h，严重影响该区块的钻井提速工作。
因此引用MWD配合脉冲射流PDC钻头技术在bT1204井试验应用，将自激式脉冲喷嘴，脉冲接头，PDC钻头和MWD 结合使用，充分发挥各自优势，核心技术是利用脉冲接头和脉冲喷嘴的瞬间冲击冲蚀作用，将井底岩屑快速脱离井底，避免重复研磨，提高携岩速度，从而提高钻速。
实验得出：使用此技术在石炭系地层机械钻速比该区块平均机械钻速提高了1.8倍，单只PDC钻头进尺比平均单只牙轮钻头进尺提高了2.9倍，对百21井区提速工作有新进展。
关键词：自激式脉冲射流；石炭系；百21井区；机械钻速
中图分类号：TE24 文献标识码：A
一、自激式脉冲射流工作原理与工作过程
自激式脉冲装置内部自激式谐振脉冲发生器主要由高耐磨合金制成，上部为谐振导流杯体，下部反射器和多曲面两部分组成谐振荡腔体，其原理是根据自激振荡原理，射流由喷嘴上段内的异流进水腔，经上、下两个撞面反射，上撞面的反射压力波与向下运动的水流压力波的初相相等，形成波形叠加，与下撞面反射的射流相碰，产生强大的圆形剪切应力，使高喷射流剪切成瞬时真空形成交替的水弹，真空中产生的高压，把水弹以高速度排出，形成不连续的水弹射流，提高了射流的瞬时打击力、有效喷射距离和射流到达井底时的水利能量。
二、现场应用情况
bT1204井，设计井深2337m，为一口石炭系断层井，地层倾角达到20°，石炭系厚
665m。
从井深1272米进入石炭系地层，本井从二开开始使用了MWD配合自激式脉冲射流PDC钻头技术，通过与该区块未使用此技术的实钻资料对比，在石炭系地层的机械钻速提高了1.8倍，单只PDC钻头进尺提高了2.9倍。
从表1得出：在bT1204井使用MWD配合自激式脉冲射流PDC钻头，井段1272m～1958m为石炭系断层井，进尺686m，平均机械钻速为3.91m/h，单只PDC钻头进尺为476.39米/只。
从表2得出：在百21井区完井资料统计，使用单钟摆钻具组合+牙轮钻头，在石炭系地层的平均机械钻速为2.18 m/h，单只牙轮钻头进尺为164.28米/只。
三、效果评价
（1）本井从二开使用MWD配合脉冲射流PDC钻头和脉冲接头，单只PDC钻头进尺达到983米，并且钻穿八道湾底砾岩地层，进入白碱滩泥岩地层，可见在钻进时，脉冲装置是发挥了一定的作用。
（2）第二只PDC钻头纯钻125h后，起出钻头新度达80%，说明井底清洗效果好，携岩效果较好，有效地保护了钻头。
（3）该区块在石炭系地层钻进时，牙轮钻头平均机速为2.17m/h，使用该技术后机速提高1.8倍，达到3.91 m/h，提速效果明显。
（4）单只PDC钻头进尺提高2.9倍，从而节约成本，缩短钻井工期。
（5）使用MWD后，针对石炭系断层井，地层倾角较大，可以释放钻压，提高机械钻速，又能保证井身质量。
（6）对该区块二开直接使用PDC钻头进行了大胆的尝试，并且在石炭系地层使用PDC 钻头，对该区块提高石炭系地层的机械钻速有了新的突破，为以后的钻井提速有了很好的借鉴。
结语
（1）在bT1204井实验应用结果看出，自激式脉冲射流对钻井液在井底的喷射方式，钻头破岩效率，以及携岩效果是发挥了一定的作用。
（2）脉冲接头、脉冲喷嘴、脉冲PDC配合MWD可以单独使用，也可以组合使用，应用简单、方便，针对百21井区的石炭系为可钻性差地层，MWD配合自激脉冲射流PDC钻头提速效果更为明显。
（3）脉冲喷嘴和脉冲接头的有效使用时间有待进一步的研究，使其在井下工作时处于安全状态。
（4）脉冲射流PDC钻头在bT1204井的成功应用为解决百21井区石炭系地层钻井机速慢的问题找到了新的方法。
参考文献
[1]熊继有，廖荣庆，陈德颉.脉冲射流喷嘴机理及水力特性研究[D].西南石油学院学报：第16卷第二期.1994（5）.
[2].刘丰，颜江，杨万忠，蒋崇贵，安俊.自激式谐振脉冲装置提速应用[J].科技传播.2011（13）.。