阿特拉(Ulterra)公司研制的U616M胎體PDC鉆頭，以創(chuàng)新性的應(yīng)用及攻擊性定向鉆頭設(shè)計(jì)為理念，綜合多項(xiàng)先進(jìn)工藝技術(shù)，在保持高鉆速的同時(shí)，具有良好的穩(wěn)斜性能，成為PDC鉆頭產(chǎn)品的首創(chuàng)。
U616M鉆頭采用6刀翼設(shè)計(jì)、16mm切削齒，通過(guò)優(yōu)化PDC鉆頭切削結(jié)構(gòu)，改進(jìn)PDC切削齒對(duì)地層的吃入方式，降低扭矩波動(dòng)，從而提高工具面的可控制性，減少鉆頭粘滑現(xiàn)象和沖擊影響。所有的切削齒均經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，以保證具有可靠的切削性能。在刀翼上安裝有PDC主切削齒和圓頂形碳化鎢硬質(zhì)合金保徑齒，通過(guò)優(yōu)化硬質(zhì)合金齒的布置位置，控制主切削齒的吃入深度，提高鉆頭的抗研磨性能。其建立了鉆頭CFD數(shù)學(xué)模型，模擬鉆井液在鉆頭流道內(nèi)的流動(dòng)，優(yōu)化流道和噴嘴的結(jié)構(gòu)參數(shù)，提高鉆頭清潔能力，降低泥包影響。
鉆頭工程師Jacob Wendt表示，U616M鉆頭的設(shè)計(jì)目的是提高整個(gè)斜井段鉆進(jìn)效率，通過(guò)提高鉆頭切削結(jié)構(gòu)的攻擊性和抗研磨性，力爭(zhēng)一次鉆完成整個(gè)斜井段進(jìn)尺，從而減少非生產(chǎn)時(shí)間。在美國(guó)鷹福特頁(yè)巖氣田應(yīng)用8.75in U616M鉆頭一次入井完成直井段、造斜段和穩(wěn)斜段鉆進(jìn)，總進(jìn)尺9953ft，純鉆時(shí)間107h，平均機(jī)械鉆速93ft/h，與本區(qū)域的最高紀(jì)錄相比，純鉆時(shí)間縮短37.5h，鉆速提高23ft/h，節(jié)省鉆井費(fèi)用13.3萬(wàn)美元。在俄克拉荷馬州西部的Roger Mills縣應(yīng)用12.25in U616M鉆頭，一次入井鉆穿1050ft的花崗巖地層，與鄰井相比，節(jié)省鉆井費(fèi)用8.85萬(wàn)美元。
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