定向鉆頭

《石油名詞》第一版。 2100433B

1994年，經(jīng)全國(guó)科學(xué)技術(shù)名詞審定委員會(huì)審定發(fā)布。

當(dāng)取心方式、工具確定之后，通常根據(jù)取心鉆頭型號(hào)與技術(shù)規(guī)范及所對(duì)應(yīng)的地層類別確定取心鉆頭類型，然后參考地層可鉆性級(jí)值與鉆頭類型的對(duì)應(yīng)關(guān)系，進(jìn)一步確定具體的取心鉆頭型號(hào)。

1．從巖心成形出發(fā)選擇鉆頭

從巖心成形來(lái)看，在軟而松散的非膠結(jié)地層取心，不宜選用多次成形的取心鉆頭。多次成形的取心鉆頭，當(dāng)鉆頭接觸井底平面，開始鉆進(jìn)的時(shí)候，會(huì)在井底先形成直徑較大（大于鉆頭體內(nèi)徑）的巖心。它不能立即進(jìn)入鉆頭體或內(nèi)巖心筒，只是在鉆壓的繼續(xù)作用下，連續(xù)切削較大直徑的巖心，最終形成所需直徑的巖心柱并進(jìn)入鉆頭體或內(nèi)巖心筒。如果選用這類鉆頭，在多次成形的過(guò)程中，巖心必然受到鉆壓、鉆具擺動(dòng)等外力的多次作用，極易發(fā)生巖心破碎，阻礙巖心入筒或造成巖心入口堵塞卡死。但是，在充分扶正鉆頭和取心工具以后，由于這類鉆頭的切削部分可以產(chǎn)生錐形井底，有助于保持井眼垂直；同時(shí)，在需要更大鉆壓的較硬地層中鉆進(jìn)，鉆頭工作面逐漸過(guò)渡成圓形（或者有一個(gè)較大的頂部半徑），能保證有足夠的切削刃分擔(dān)負(fù)荷，以防止不正常的磨損和過(guò)熱。

近似于一次成形的取心鉆頭，由于其頂部圓半徑較大，可以將鉆進(jìn)硬透鏡體夾層的影響減弱到最低限度。一次成形就是當(dāng)取心鉆頭接觸井底平面，開始鉆進(jìn)的時(shí)候，巖心立即形成與鉆頭體內(nèi)徑相等或略小的巖心柱而進(jìn)人內(nèi)巖心筒并受到保護(hù)的成形過(guò)程。

2．根據(jù)巖石性質(zhì)選擇鉆頭

松軟地層，由于巖石可鉆性好，機(jī)械鉆速高，一般可選用切削型取心鉆頭，包括切削刃較長(zhǎng)、較稀的PDC取心鉆頭。中硬地層，由于巖心成柱性好，鉆速中等，是進(jìn)行中長(zhǎng)筒取心的有利地層，一般選用微切削型取心鉆頭，包括布齒較密的PDC取心鉆頭，圓柱形、三角形及片狀等熱穩(wěn)定聚晶人造金剛石取心鉆頭以及各種天然金剛石取心鉆頭。這類鉆頭多為胎體結(jié)構(gòu)，工作面呈單錐曲面、雙錐曲面，還有平頂、圓弧形、淺拋物面等形狀。硬地層取心，由于地層巖石硬度高，研磨性強(qiáng)，可選用胎體結(jié)構(gòu)、工作面多為半圓曲面、低出刃或孕鑲的研磨型取心鉆頭。根據(jù)地層硬度，布齒方式有格狀布齒、同心圓布齒及背鑲布齒三種方式，高低壓水道、輻射狀水道以及內(nèi)規(guī)徑處的水道均有利于鉆頭的清洗和冷卻。