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提速降本又一利器 Varel带来全新IMax钻头

提速降本又一利器 Varel带来全新IMax钻头

孕镶金刚石一般配合涡轮钻具使用,主要针对硬地层、研磨性地层,可显著提高单只钻头进尺、机械钻速,综合降低每米成本。Varel公司的孕镶金刚石钻头由设计者、现场工程师等共同参与,采用专利化软件设计,可针对特定应用量身定制,已在多地创造了记录。

全新设计的IMax钻头石油圈原创www.oilsns.com

IMax和IMax+钻头在硬地层、研磨性地层钻速更快、使用寿命更长。金刚石孕镶胎体钻头可以针对特定应用情形的需要,灵活选择调整材料和设计。在极富挑战性地层的应用总能取得理想效果。

IMax钻头切削结构是针对地层量身定制的圆柱形热压块(HIP)。混合钻头IMax+设计引入PDC切削齿,这保证在由软到硬过渡的地层钻井时的关键性因素—耐久性。

IMax+混合设计,效果更佳

IMax+采用了带优质Vulcan PDC切削齿的混合设计,有两种切削结构。这种钻头设计特别适用于胶结不强的砂岩或者从软地层过渡到更硬或者研磨性更强的地层。采用IMax+钻头钻井可以优化性能,避免因更换钻头而进行起钻,减少非生产时间

PDC齿安装在HIP块的表面可以增加切削地层的能力,随着井深更深,地层变得更硬、研磨性更强,PDC齿逐渐磨损从而暴露更多的HIP切削结构。

设计优化 选材精良石油圈原创www.oilsns.com

金刚石和胎体至关重要

高性能的IMax 和IMax+钻头的研发是基于最新的设计、材料和制造技术,在此基础上,Varel公司严格挑选金刚石材料保证钻头的每个部分采用同样尺寸和质量的金刚石材料。

制作过程中金刚石压成小球,这一过程可以避免金刚石不规则聚集,减少金刚石含量较低的面积使胎体材料内有更均质的金刚石分布。同时这也改善了金刚石/胎体胶结,使得在钻头钻进过程中磨损更均匀。

Varel公司同样也坚持严格HIP块挑选程序,HIP块是钻头的切削元件,烧结过程以降低孔隙度。之后利用Varel公司的专利软件—SPOT钻头设计程序—计算模拟,将加工完成的HIP块放置在钻头刀翼的合理位置。HIP块的合理放置可以改善液流,利于更好地清洗钻头冠部和整体冷却效果然后钻头经过一个的可控状态渗透过程,利用可控温度环境降低氧化和石墨化,改善钻头磨损特性和耐久性。

最佳的水力设计参数石油圈原创www.oilsns.com

为了取得最优的水力参数,Varel孕镶钻头设计经过了大量的计算流体动力学(CFD)评估,确保配置合理,避免钻硬地层、研磨性地层发生钻屑的重复研磨和重复循环问题。极为精密复杂的CFD过程能够识别和避免可能的静止区域,最终得到的水力参数配置可改善清洁效率、切削结构的冷却和ROP,同时HIP块的分布也改善了液流。

简洁、易理解的命名方式

Varel孕镶钻头命名以VI开头,后缀DGX用以描述其钻头特征。例如,型号为VI1213DGX的钻头,有12刀翼,13mm直径的HIP块。

DGX后缀中,D指保径块中含插入的齿,G指TSP保径特征,X指含碳化钨减震片。IMax+使用同样的规则,只是多了符号“+”,即增强功能型(混合型)。因此型号为VI+613DGX的钻头代表Varel混合孕镶钻头,含6刀翼,13mmPDC齿,DGX特征含义同普通的IMax钻头。

设计软件石油圈原创www.oilsns.com

该公司在IMax钻头的设计过程中使用先进的分析工具。SPOT钻头设计程序可以为钻头设计者、现场工程师及其他相关者提供协同平台,共同完成用于特定钻井情况、系统,提供性能表现优异、稳定性好的特殊钻头设计。通过采用先进的算法、岩石力学分析和丰富的现场操作和使用数据,SPOT程序分析大量数据来完善设计。

连同Varel公司的GeoScienceTM岩石分析程序,SPOT可以针对任何井眼轨迹和BHA,分析钻头的特征、尺寸改变将如何影响稳定性、漂移、DLS能力和振动控制。设计团队在设计过程中可以自主选择最合适的材料、切削结构等,因此针对具体应用问题总能实现最佳的设计方案。

应用案例

在玻利维亚首次应用中,高性能IMax孕镶金刚石钻头便创造纪录

在玻利维亚某地区的钻井作业中,由于地层很硬、研磨性很强、ROP受限、钻头磨损很快,因此开发商决定采用Varel 6″(153.25 mm)孕镶金刚石钻头,型号VI1213DGX,创造了进尺和ROP的新纪录,实现了小井眼井段钻进每米成本最低。

VI1213DGX孕镶钻头设计配套涡轮钻具使用,适用于砂岩和石英岩地层。本次应用目的是从测深5,206 m(17,080 ft)开始,尽可能提高进尺,同时保证较快的ROP。

钻头单趟进尺430 m(1,410 ft),与上之前的操作(6″ 钻头)相比,进尺增加120%。平均ROP为2.43 m/h(8 ft/hr),比以前最快的ROP提高了30%。

IMax钻头的单趟表现超过之前现场应用过所有的6″(153.25 mm)钻头的表现,创造了新的进尺和ROP记录,每米钻进成本最低。后由于MWD时间到期而起钻,钻头评级为2-2-WT-A-X-I-BT-DTF,可再次入井。

全新的5-5/8″ IMax钻头在阿曼创造纪录

型号为VI1213G的5-5/8″ (142.875 mm)IMax钻头在阿曼Mushwar油田取得了骄人成绩,钻进地层含研磨性砂岩、粉砂岩、页岩、沉积石英岩和石灰岩,进尺249m(837ft)。这是同井类似钻头进尺的6倍,ROP的3倍。

新纪录:在阿尔及利亚6″ IMax钻头比邻井钻头进尺更多钻速更快

在阿尔及利亚研磨性Silurian-Gedinian砂岩,一只Varel 6″(153.25 mm)VI1213G钻头进尺309m(785ft),超过表现最好的邻井钻头,进尺多了7%,ROP快了8%。钻头不仅性能超过了所有其他钻头,而且起出后的磨损程度比其他钻头的平均磨损程度还好,冠部均匀磨损。

关于Varel公司

Varel International Energy Services公司主要分为三个部分:油气业务(Varel),矿产业务和井下产品,该公司1947年成立,总部位于Texas。该公司生产的钻头在业内享有盛誉,质量出色。井下产品部门主要提供各种管材,旨在提高固井和套管完整性。

来自/Varel     译者/白小明     编辑/Lemon

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Demons
石油圈认证作者
毕业于中国石油大学(北京),化学工程与技术硕士,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。如需获取更多技术资料,请联系Demons(QQ2582825239;微信15810965891)

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