混合布齿PDC钻头

非均质地层效率提升23.5%

采用斧形、三棱柱形和圆形切削齿混合布置，在非均质花岗岩中钻进效率和稳定性显著优于单一齿形钻头。

吴泽兵 · Ruofei, Yuan · Wenxi, Zhang · Shiyao, Hu · Wen, Jiang

Applied Sciences (Switzerland) 2023

参数信息

钻进效率提升（vs. 斧形齿钻头）

16.8 %

钻进效率提升（vs. 三棱柱齿钻头）

16.6 %

现场钻进效率提升

23.5 %

ROP标准差降低（vs. 斧形齿钻头）

53.06 %

ROP标准差降低（vs. 三棱柱齿钻头）

43.08 %

三棱柱齿横向距离

10 mm

三棱柱齿纵向距离

7 mm

后排斧形齿横向距离

10.06 mm

技术优势

钻进更稳

混合布齿钻头钻进过程中ROP标准差较斧形齿和三棱柱齿钻头分别降低53.06%和43.08%，可减少钻柱振动和冲击。

效率提升

最优混合布齿方案使钻进效率较斧形齿钻头提升16.8%，较三棱柱齿钻头提升16.6%；现场钻井验证效率提升23.5%。

参数明确

优化方案给出明确几何参数：后排三棱柱齿与前排斧形齿的横向和纵向距离分别为10 mm和7 mm，后排斧形齿为10.06 mm和7 mm，可直接用于钻头设计。

应用场景

• 石油钻井：提升深井非均质地层钻进效率，缩短钻井周期。
• 硬岩钻进：混合布齿降低硬岩钻进中的钻速波动，减少钻柱损伤。
• 非均质地层钻井：针对非均质花岗岩优化布齿，提高钻头适应性与稳定性。
• 钻头优化设计：提供明确的混合布齿参数，可直接用于PDC钻头设计。