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Smith公司AxeBlade钻头 削“铁”如泥 鬼“斧”神工

Smith公司AxeBlade钻头 削“铁”如泥 鬼“斧”神工

随着油气价格的下降,钻头的改进对于降低钻井费用、减少单位进尺成本便显得尤为重要。接下来,石油圈将带您了解斯伦贝谢Smith钻头公司最新推出的AxeBlade斧式金刚石切削齿钻头,看它如何为客户降低钻井成本。

斯伦贝谢下属的Smith钻头公司推出的AxeBlade斧式金刚石切削齿钻头(简称AxeBlade钻头)采用独特的脊状斧式切削齿,集成了常规PDC钻头的剪切破岩和硬质合金钻头挤压破岩的功能。凭借以上特点,AxeBlade钻头大幅提高了机械钻速和定向钻井过程的可操控性。现场试验表明:在相同条件下,AxeBlade钻头的机械钻速比高性能PDC钻头提高了29%。石油圈原创www.oilsns.com

AxeBlade钻头作用原理

增加机械钻速 提高破岩效率

AxeBlade斧式切削齿以其独特的脊形几何结构提供了一种全新的破岩方式:剪切破岩与挤压破岩相结合。与传统PDC钻头相比,在相同钻压和转速条件下,AxeBlade钻头具有更高的机械钻速,钻进距离至少能够提高22%。石油圈原创www.oilsns.com

AxeBlade的斧式结构使表镶金刚石复合片厚度比传统切削齿厚70%左右,具有更强的正面抗冲击性能。这种特性提高了钻头的稳定性和耐磨性,在钻进过程中可始终保持最高的机械钻速。

提高定向钻井控制能力

AxeBlade斧式切削齿所需的切削力较小,这就降减小了造斜段的扭矩,削弱了反扭矩波动,提高了对工具面的控制能力。凭借以上优势,斧式切削齿提高了造斜速率和总体机械钻速,可用最少的钻进时间获得最大的油气层泄油面积。

AxeBlade钻头适用范围

  • 适用于垂直井、斜井和侧钻井;石油圈原创www.oilsns.com
  • 可适用于任何结构的底部钻具组合;石油圈原创www.oilsns.com
  • 适用于无侧限抗压强度大于5,000 psi (35 MPa)的中硬地层。

AxeBlade钻头优势特点

AxeBlade钻头优势

  • 提高机械钻速,节省钻进时间,降低钻井费用;
  • 减少定向井钻进时间,使油气层泄油面积最大化。

AxeBlade钻头特点

  • AxeBlade斧式金刚石切削齿结合了剪切破岩与挤压破岩两种方式,提高破岩效率;
  • 增加金刚石复合片的厚度,提高钻头切削齿的耐用性,在钻进过程中机械钻速可始终保持在设计范围内;石油圈原创www.oilsns.com
  • 斧式切削齿所需的切屑力较低,降低了造斜段的扭矩,减弱了反扭矩波动,提高了对工具面的控制能力。石油圈原创www.oilsns.com

应用案例分析

利用AxeBlade钻头,Unit石油公司在钻向目的层Granite Wash的中段机械钻速提高了27%。在德克萨斯的陆地现场应用中,AxeBlade钻头在钻遇页岩、砂岩和石灰岩交互层时,扭矩降低了20%。

挑战

在德克萨斯Anadarko盆地丛式井场的批量钻井作业中,Unit石油公司希望将来进行邻井钻探作业时,能够提高中间井段(8¾英寸)的单趟机械钻速。该井段所在地层主要由页岩构成,同时夹杂着硬度稍大的砂岩和石灰岩,其无侧限抗压强度在3000~15000 psi之间。

现场作业人员计划利用定向井钻机完成中间井段的钻井作业,钻至Granite Wash地层顶部。但是由于受到垫块上附近井眼的影响,钻进井段一般会轻微的偏移。

在距离Mahler 108-1H井大约5公里的一口邻井中,Unit石油公司使用了斯伦贝谢Smith钻头公司的MSi616PX PDC钻头来钻进中间井段(8¾英寸)。此次钻井作业从5545英尺钻至 9115英尺,机械钻速达到了75.16 ft/h,并且钻头的切削齿磨损量相对来说较小。

解决方案

为提高Mahler 108-1H井的机械钻速,斯伦贝谢公司建议Unit石油公司使用AxeBlade金刚石钻头。该钻头直径为8¾英寸,其正面抗冲击性能更好,切屑效率更好,不仅能够加快钻井速度,而且进行定向钻井的可操控性更强。

效果

凭借其独特的脊形金刚石切削齿,在钻井参数相同的情况下,AxeBlade钻头比常规PDC钻头的钻进距离提高了22%。

钻井作业之前,利用IDEAS一体化钻头设计平台得到的分析结论指出:与PDC钻头相比,AxeBlade钻头能够增加机械钻速,降低钻井扭矩,提高切削效率。

Unit石油公司的Mahler 108-1H井的中间井段位于5918英尺~9047英尺,该井段的机械钻速为95.54 ft/h,较邻井提高了27%。在相同钻井参数和相似地层结构情况下,AxeBlade钻头不仅增加了机械钻速,降低了地面扭矩达20%,并且钻头的磨损情况较轻。该钻头钻井性能的提高,为作业者节省了14.75小时的钻井时间,降低了钻井作业成本。

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来自/Smith   译者/于晓林   编辑/张永君

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白矾
石油圈认证作者
毕业于中国石油大学(华东),油气井工程硕士,长期聚焦国内外石油行业前沿技术装备信息,具有数十万字技术文献翻译经验。