微心PDC钻头心部结构优化的实验研究

• 作者: 杨迎新 王云田 周春晓 姚建林 李伟成
• 来源期刊: 地下空间与工程学报
• 关键词: 微心 结构优化 破岩方式 岩心柱尺寸
• 年，卷（期）: 2021,（4）
• 所属期刊栏目: 理论与试验研究
• 页码范围: 1171-1180
• 页数: 10页
• 分类号: TE921
• 语种: 中文

摘要

在油气勘探中,需要在地层中进行岩石取样同时保证钻头的破岩效率和机械钻速,因此需要对微心PDC钻头心部结构进行优化.通过在不同尺寸的3种不同岩性(砂岩、灰岩和花岗岩)的岩心柱上完成静压、折断、冲击3种破坏形式的破岩实验,设计及制造一只直径为φ152.4 mm的可变参数的微心PDC钻头,并在不同尺寸的砂岩岩心柱上完成室内台架实验.实验结果表明:折断的破岩效率最高,静压其次、冲击最小;与全覆盖的钻头相比,微心PDC钻头机械钻速提高49％～112％;微心PDC钻头岩柱的高度对钻头的机械钻速影响较小,而岩柱的直径对机械钻速影响较大;微心PDC钻头在3种岩样中均能实现体积破碎,产生大岩屑,能提高破岩效率和机械钻速,并得到3种破岩方式下的最优岩心柱尺寸.