钻头：追求油气江南电竞的前锋

　　跟着环球能源需求连续延长，油气勘察开采日益深远，对钻头的职能央浼也越来越高。从古代的牙轮钻头到先辈的金刚石钻头，再到连结了新质料、新工艺的复合钻头井钻机，每一次技巧的厘革都意味着钻井服从的擢升、本钱的低浸及功课安定性的巩固。本版聚焦国表里油气钻头技巧的最新打破，出现合连企业正在钻头创造方面的完全施行，指望为改日能源探求之道供给有益的参考和启迪。

　　1611米、1839米、2202米、2334米……正在塔里木油田，单井单日进尺正连续被鼎新。这背后，离不开幼钻头的大功烈。

　　正在油气设备周围，幼幼的钻头有着举足轻重的位子。石化刻板全资子企业江钻公司聚焦油气勘察开采主疆场，深耕细作钻头周围，造成了牙轮钻头、金刚石钻头和夹杂钻头三类特质产物，技巧全体处于国内当先、国际先辈程度，并连接擢升钻井提速要害东西与设备一体化处理本领，为保护国度能源安定功绩气力。

　　牙轮钻头举动江钻公司的主打产物之一，正在特别井、难钻地层、超高温工况等方面霸占绝对当先位子，造成了15项中枢技巧，席卷金属密封江南电竞、梯度硬质合金齿、耐超高温橡胶、耐260摄氏度抗极压润滑脂等。这些技巧周至适配高钻压和高转速工况，构修了环球完全和牢靠的轴承技巧和密封技巧，具有先辈的齿形齿材专利技巧，可满意从极软到极硬的百般地层钻井需求。早正在2017年，依据正在牙轮钻头周围的明显上风，石化刻板被工业和新闻化部、中国工业经济协同会确定为第一批创造业单项冠军企业。

　　自临蓐线树立此后，江钻公司已累计出卖使用赶过百万只牙轮钻头井钻机。个中，超高速马达系列钻头正在大庆流纹岩地层进尺超85米，与进口钻头展现相当；大尺寸夹杂钻头正在库车山前带巨厚砾石层操纵寿命赶过120幼时；桥塞钻头累计钻除桥塞超百万支，创造了单只钻头钻塞262支的寰宇记载，成为北美页岩气钻铣桥塞功课的尺度修设。

　　正在金刚石钻头方面，江钻公司同样展现精彩。正在胎体金刚石钻头、钢体金刚石钻甲第系列的根蒂上，该公司改进研造尖脊齿、双倒角等专利异形齿，集成多级破岩技巧和高导向技巧，推出“前锋”“尖锋”两大异形齿系列产物。这些产物对塑性地层、夹层和硬地层拥有优异的适合性，破岩服从及钻头寿命大幅擢升，一趟钻功讲义领明显巩固。

　　江钻公司的金刚石钻头临蓐线装备了德玛吉加工中央、智能烧结炉、主动化组焊机械人等装备20余台，临蓐本领抵达8000只/年。“前锋”系列钻头集成斧形齿、三棱齿等高职能异形齿和超深脱钴、多级切削技巧，正在丰富难钻地层揭示出较好的适合性；“尖锋”系列钻头集成急迅钻头安排理念及合连专利技巧，采用自决学问产权的尖脊齿，切削进程中能量鸠集水准更高，提升了钻头正在由软至中硬地层，越发是塑性地层的钻进服从。近5年，江钻公司的金刚石钻头累计任职川渝、新疆及海洋等重心工区8000余口井，并正在涪陵、川南、塔里木等勘察开采重心区块创下国内各项技巧目标616项，造成了工区国产化和尺度化的功课计划。

　　夹杂钻头也是江钻公司的一大亮点，被誉为我国油气钻井行业的“功绩产物”，正在国表里已累计完结赶过9000趟次钻井功课。四大效力型“龙”系列夹杂钻头，可告终由软至硬地层全笼罩，适合性优异，通常用于软硬交织地层、定向使用、黏滑题目等工况，拥有定向东西面稳、造斜率高、穿夹层本领强、操纵寿命长等特性，深受墟市青睐。

　　针对丰富难钻地层提速需求，江钻公司开创夹杂破岩表面，采用“滚动牙轮+固定刀翼”高效破岩机合，兼具金刚石钻头的强攻击性和牙轮钻头的安稳、低扭矩个性，具备龟龄命和高刻板钻速的卓异职能，同时攻陷了防出芯防环磨、高承载镶套轴承、耐超高温密封橡胶、钴相深化硬质合金齿、耐超高温抗极压润滑脂等中枢技巧，获取国表里授权专利33件，为油气勘察开采供给了有力撑持。

　　页岩地层拥有非均质性及各向异性特性，正在钻井进程中，易发作卡钻、埋钻具等工程事件，且定向进程中钻柱托压告急，钻井轨迹左右难度大。近10年，石化刻板江钻公司开采了防卡金刚石钻头、超大扭矩螺杆钻具、减摩降阻配套东西、回旋导向钻井配套东西等一系列改进产物，正在各树模区钻井公司配合展开8轮钻井提速事业，造成了针对页岩油气差别工况的标识性产物处理计划。个中，正在樊页102井一趟钻进尺504米、刻板钻速13.09米/幼时，鼎新得胜页岩油井二开定向段夹杂钻头刻板钻速最优目标，并相连鼎新国内页岩油气最短钻井周期记载。

　　塔里木盆地油气埋藏深，面对超深、高陡、火成岩白云岩地层难钻、超高温等一系列工程困难，对钻头钻具提出了很高央浼。

　　2017年至今，石化刻板江钻公司累计插手190余口8000米以深井钻头钻具任职，鼎新百般钻井提速目标521项，帮力顺北油气田均匀钻井周期缩短14%以上；自决研造的9 1/2英寸四刀翼“游隼”KSF急迅钻进“前锋”金刚石钻头，结婚自产197大扭矩等应力螺杆，正在塔里木热普901H井高效完结二开钻进，单趟进尺5818米、纯钻304.5幼时、均匀刻板钻速19.1米/幼时，鼎新国内超深井单趟钻最进步尺记载，创立了“深地工程”钻井提速样板。

　　即日，从西北油田传来蓬勃人心的音讯：正在TKK3-2-5X井311.2毫米井眼施工中，华夏石油工程临蓐的PDC（聚晶金刚石复合片）钻头以112米/幼时的均匀刻板钻速荣登榜首，出现了宏大的钻井本领；正在241.3~215.9毫米井眼施工中，其同样展现精彩，以25.51%的墟市操纵率和32.4米/幼时的均匀刻板钻速稳居第一。

　　效果背后，是华夏石油工程对钻头质地的厉厉把控和连接改进。举动研发临蓐PDC钻头的主力军，华夏石油工程管具公司紧抓机缘，连续深化任职认识、圆满任职办法、擢升任职质地，加大PDC钻头产物研发和内销推行力度，告终了产物从研起头到操纵端的高效运转和急迅响应。

　　正在技巧研发方面，管具公司参加巨额资源，创造钻头修模与数字化实践室，对钻井数据实行深远解析总结，树立了PDC钻头选型和使用模子，为产物的精准研发供给了有力撑持。目前，该公司已造成了实用国内各区域的系列钻头产物，席卷新型屋脊齿、飞驰齿等3D复合片系列钻头，共有4个系列71种型号，可满意差别区域、差别井况的钻井需求。

　　正在质地管控方面，该公司树立了圆满的产物德地统治团队，厉抓左右节点、深化进程考验，周至执行出厂验收轨造，确保PDC钻头出厂及格率抵达100%。

　　正在职职服从擢升方面，该公司创造了提速提效协同攻合组，选派履历充足的技巧任职职员深远现场，跟踪操纵情形，网罗存正在题目，有针对性地校正产物安排思绪和计划，连接优化临蓐工艺，全力做到“质地与服从并重，统治与任职同业”。

　　目前，华夏石油工程临蓐的PDC钻头正在新疆墟市的使用成就日益明显井钻机。多家钻井公司操纵该钻头鼎新了单只钻头进尺最长、均匀刻板钻速最上等多项目标，声清晰华夏石油工程PDC钻头的高职能和牢靠性，为进一步拓展墟市奠定了坚实根蒂。

　　●针对华夏区域馆陶组地层含砾石多的特性，华夏石油工程配合高泵压、大排量钻井参数，优选钻头复合片，采用5D异形（燕尾形）切削齿代替常例平齿PDC钻头，改革切削办法和岩屑的运移情形，低浸先期损坏和崩齿发作率，提升抗挫折性和钻进服从，得胜研造出抗挫折PDC钻头。正在华夏区域何303斜井二开311.2毫米井眼施工中，操纵抗挫折5D异形（燕尾形）切削齿钻头，进尺2627米、纯钻44幼时、均匀刻板钻速59.7米/幼时，创该区域二开井段周期最短、进尺最多、均匀刻板钻速最上等3项记载，告终二开井段一趟钻目的。

　　●针对新疆塔河区域上部地层可钻性好、胶结性差、排泄性强、弱膨胀、强分离的特性，华夏石油工程自决研发直径241.3毫米脉冲高喷射钻头，配合高泵压、大排量、高钻速、大钻压等钻井参数，正在TH10451X井创塔河区块单日进尺1609米的最高记载；正在TP1117X井告终单只钻头进尺5230.58米、纯钻168幼时、均匀刻板钻速31.13米/幼时，鼎新托甫台区块单只钻头进尺最多、均匀刻板钻速最上等多项目标。

　　跟着质料职能连续发展江南电竞、异形切削齿破岩机理打破和性格化钻头安排手法校正，PDC钻头无论正在软地层、硬地层，依然直井、程度井，使用规模更广、寿命更长、刻板钻速更高，操纵数目占绝对主力。

　　近年来，表洋以斯伦贝谢、哈里伯顿、贝克息斯为代表的石油归纳任职公司正在异形齿PDC钻头考虑周围得到了诸多转机。斯伦贝谢的Axe斧形齿系列、贝克息斯的Optimus尖圆齿系列、国民油井的ION™切削齿系列和哈里伯顿的Geometrix™异形齿系列，正在北美、非洲和中东等区域的坚硬砂岩、灰岩和泥页岩地层中使用成就较好，钻头进尺和刻板钻速均比常例圆形平面齿PDC钻头大幅提升。

　　国内各大钻头公司和复合片公司也接踵研发了多品种型的异形切削齿PDC钻头。拥有代表性的有石化刻板江钻公司的“前锋”系列、得胜石油工程的“得胜天工”系列异形齿金刚石钻头，以及其他国内钻头公司的异形齿PDC钻头，正在西南区域须家河组、茅口组，新疆油田二叠系玄武岩地层、得胜油田馆陶组、太古界片麻岩，东北区域营城组、火石岭组等难钻地层均得到了较大打破性转机。个中井钻机，正在川深1井二开444.5毫米大尺寸井眼、自流井组-幼塘子组2909~4166米操纵国产钻头，先后4次冲破进口钻首领标帜载；深地塔科1井操纵国产PDC钻头钻进至1万米，创造了国产钻头正在国内最深操纵记载。总体而言，正在同区块比拟，国产PDC钻头与表洋同类产物操纵成就根基持平，于是，国内墟市根基以国产PDC钻头为主，表洋钻头数目占比拟少。

　　同时也要看到，尽管国产PDC钻头正在跟跑表洋技巧上得到了长足发展，但表洋公司研发根蒂雄厚，正在异形齿破岩机理的表面和实践考虑方面永远走正在前哨，仰仗性格化钻头连续细分墟市。贝克息斯的Kymera夹杂钻头将牙轮与PDC连结，能正在软硬交织地层、非均质地层的钻进中维持牢固，为定向功课供给更高的造斜率和无误导向性；斯伦贝谢的旋导PDC钻头，可大幅提升钻头定向服从；哈里伯顿、贝克息斯、国民油井等公司研发的参数采撷钻头，为钻头优选、钻头优化安排和工程参数优化等供给了牢靠数据撑持。

　　目前，针对表洋PDC钻头的发达趋向和钻井需求，国内各大钻头公司也对标研发了各品种型的性格化钻头，席卷得胜石油工程的PDC-滚轮夹杂钻头、参数采撷PDC钻头、切深自调整PDC钻头、微芯PDC钻头和孕镶金刚石钻头，以及江钻公司的PDC-牙轮夹杂钻甲第。正在跃进3-3XC井，江钻幼尺寸夹杂钻头钻至8438米，创造了寰宇记载；得胜石油工程孕镶金刚石钻头举动新疆哈山区块火成岩地层提速首选东西，创下多个区块进尺最多记载。

　　改日，要延续巩固PDC切削齿质料考虑、PDC异形齿破岩机理根蒂考虑和PDC钻头改进安排理念考虑，全力告终由跟跑向领跑更动，确切把能源的饭碗牢牢正直在己方手中。

　　面临差别区域的油气资源个性，奈何精准遴选相宜的钻头类型及参数，以确保钻井功课安定高效？

　　胡群爱：钻头的遴选与操纵直接影响钻井速率、井身质地及施工安定。面临差另表埠质要求，行使工程板块一体化上风，可开源操纵钻井工程数据库、地质归纳数据库和测井数据库，填塞独揽井位及井身机合数据、岩性及测井数据、钻头特色及操纵数据、动力钻具及提速东西数据等参数，对地层岩石可钻性实行归纳解析评议，为钻头优选供给数据撑持。同时，通过大数据解析技巧指挥钻头的选型、安排和操纵，并合理配比钻井参数，使钻头的选用从依赖履历转向根据科学的机合特色解析和大数据优选，树立PDC钻头数字化选型技巧系统及配套钻井参数，有用缩短钻井周期，确保钻井功课安定高效。

　　涂合富：正在十分或丰富地质境况中，钻井功课面对诸多挑衅，如夹层多、掉块多、地层研磨性强、可钻性差，钻头失效告急、单趟行程进尺少、刻板钻速低等题目江南电竞，遴选相宜的钻头类型和参数安排尤为主要。要提前解析所钻地层的岩石力学个性，席卷岩石的抗压强度、研磨性、塑性、均质性等，同时连结钻井施工工艺参数和同区块同层位钻头的失效特色，归纳考量江南电竞，优化钻头选型与参数安排。

　　针对硬地层与砾石层，引荐采用锥球齿、三棱齿、斧形齿等异形齿金刚石钻头，能明显擢升正在硬夹层钻进中的抗挫折本领。正在须家河组等强研磨性地层，则应遴选高耐磨、高热牢固性的复合片江南电竞，配合幼规格及高密度布齿机合，搭配低速钻进东西，以巩固钻头牢固性与耐磨性，延迟操纵寿命。对付掉块多、可钻性差的地层，引荐操纵“前锋”系列防卡金刚石钻头，能有用低浸卡钻危害，提升切削服从。正在三维定向钻井施工中，高承载定向夹杂钻头成为优选，不只能满意深化、激进参数钻井工艺的需求，并且能明显擢升钻井服从，确保高效安定功课。

　　钻井工艺的发展是否会影响油气钻头的遴选与使用？新的钻井技巧是否对钻头职能提出了更高的央浼？

　　涂合富：钻井工艺的连接发展激动钻头技巧连续改进发达。差别钻井工艺对钻头职能的需求各异，比方直井钻进夸大钻头的牢固性与攻击性，定向钻进则愈加器重钻头的导向性、牢固性及造斜率。另表，钻井东西与钻头的结婚也至合主要，如旋导东西须要与旋导金刚石钻头相配、扭冲东西则需结婚深化攻击性的钻头。应对差别地层特性，须要归纳斟酌钻井工艺、钻头钻具组合的使用成就，以最大化擢升钻进服从。

　　高压喷射钻井、激进参数科学钻井等新型钻井技巧的显示，也对钻头职能提出了更为厉苛的央浼。如正在高压喷射钻井中，需均衡钻头的水力破岩本领与防冲蚀职能，以擢升刻板钻速、延迟钻头操纵寿命；正在激进参数科学钻井中，要填塞斟酌高钻压、高转速、高泵压、大排量等参数对钻头切削地层时反功使劲的影响，优化切削机合、水力机合、保径机合、牢固机合等安排，并擢升切削齿的抗挫折本领、耐磨本领及热牢固本领，正在刻板钻速与操纵寿命间找到最佳均衡点。

　　胡群爱：跟着钻井工艺发展，为满意特别工艺井、特别区域、特别层位的央浼，填塞阐述PDC钻头的最大服从，华夏石油工程金刚石钻头厂针对差别区块、差别井型、差别地层、差别井段执行“一井一策、一段一策”的性格化钻头安排与使用计划，能有用提升刻板钻速、延迟钻头寿命、低浸钻井本钱。咱们推出了诸多性格化定造的新型钻头，并造成了产物系列，如能提升水力能量行使率的脉冲高喷射钻头，用于定向井造斜的定向钻头，用于程度段施工的防卡钻头，实用于砾石层、夹层中的Stinger切削齿和抗磨损抗挫折的5D异形切削齿系列钻头，实用于通井、扫塞、套管内钻附件的锥形钻头，实用于回旋导向钻井的高速PDC钻甲第，为告终石油工程“四提一降”施工目的供给了高职能高性价比的提速东西，加快激动自研提速新利器、新工艺、新理念成效转化为低本钱、高质地发达的新动能。钻头：追求油气江南电竞的前锋