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强研磨性硬岩PDC钻头磨损机理及磨损分布规律研究

王滨1,李军1,邹德永2,杨宏伟1,黄涛1   

  1. 1.中国石油大学(北京),北京  1022492.中国石油大学(华东),山东  青岛  266580
  • 出版日期:2018-08-25 发布日期:2018-10-09
  • 作者简介:王滨(1989—),男,2013年毕业于中国石油大学(华东)石油工程专业,现为中国石油大学(北京)石油工程专业在读博士研究生,从事油气井岩石力学及相关破岩工具的研究工作。
  • 基金资助:
    国家“十三五”计划项目“海上油气田关键工程技术”子课题“岩石研磨性评价及钻头磨损方程研究”(2016ZX05033-004-006);国家科技重大专项“高效复合冲击破岩技术研究及工具研制”(2016ZX05021003)

  • Online:2018-08-25 Published:2018-10-09

摘要: 钻进强研磨性硬岩时,PDC钻头磨损情况复杂,磨损机理及磨损规律缺乏理论研究。针对该问题,采用实验观测和数理统计相结合的方法进行了研究,并提出钻头优化建议。研究结果表明:火成岩中PDC齿的磨损形式主要为磨料磨损和冲击损坏,磨料磨损包括磨料研磨磨损、磨料冲击磨损和磨料射流磨损,冲击损坏包括切削齿断裂、PCD层碎裂和PCD层与WC层分离;钻头冠顶和外锥处绝大部分PDC齿磨损高度大且冲击损坏严重,并未充分进行剪切破岩;保径处一些PDC齿发生断裂及PCD和WC层分离;设计适用于火成岩的PDC钻头时,应重点从提高切削齿性能、冠顶及外锥增布辅助齿、提升钻头稳定性、加强保径等角度进行优化。研究成果对PDC钻头结构优化及性能提升具有指导意义。

关键词: font-family: 宋体, line-height: 150%, mso-bidi-font-family: 'Times New Roman', mso-font-kerning: 1.0pt, mso-ansi-language: EN-US, mso-fareast-language: ZH-CN, mso-bidi-language: AR-SA, mso-bidi-font-size: 9.0pt">火成岩, PDC钻头, 磨损机理, 磨损分布规律