[发明专利]一种油气钻探用钻头的选型方法

说明书

技术领域

本发明涉及钻头选型领域，具体是一种油气钻探用钻头的选型方法。

背景技术

在油气钻探过程中，钻头是破碎岩石的主要工具，即井眼是钻头破碎岩石形成的。钻井速度的快慢、钻井效率的高低，除与所钻地层岩石特性有关外，更与钻头与地层的匹配程度有关。如何选择出与所钻地层相适应的钻头，是实现安全、高效、优质钻井的关键。

现有钻头选型方法主要可以分为三类：第一类是钻头使用效果评价法，该方法从某地区已钻的钻头资料入手，分地层对钻头的使用情况进行统计，把反映钻头使用效果的一个或多个指标作为钻头选型的依据；第二类是岩石力学参数法，该方法根据待钻地层的某一个或几个岩石力学参数进行钻头选型；第三类是综合法，该方法把钻头使用效果和地层岩石力学性质结合起来进行选型。

上述三种类选型方各有特点，其共同点都是重视钻头选型依据的选取，无论是以钻头的使用效果评价作为依据，还是以岩石的力学参数作为依据，又或者是综合法，都是在寻找一种更为合适的选型依据，而在选型结果上只能达到定性选择的目的，或者依靠钻头厂家提供的钻头使用说明选择，达不到精确选型的目的，例如，当与某地层相适应的钻头有若干类时，选择哪种型号钻头就无所适从。

造成上述结果的一个主要原因是因为上述三类选型方法都忽视了一个关键问题，即钻头选型的本质是选择与地层相匹配的钻头结构，钻头选型实质就是钻头结构的选择，只有根据各类依据对所选钻头的关键结构特征有明确要求，才能确保选型结果合理。

发明内容

本发明的目的在于提供一种油气钻探用钻头的选型方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种油气钻探用钻头的选型方法，包括以下步骤：

步骤一，获取岩石力学参数并进行分层处理；

步骤二，明确每一层对钻头使用的要求、要实现的目的；

步骤三，根据第一步和第二步确定选型钻头结构参数，包括冠部剖面形状、刀翼、切削齿、后倾角等；

步骤四，对相邻层段选型钻头结构参数进行类比，如相同或相近，则进行合并处理，如不同则跳过该步，直接进入下一步；

步骤五，通过与库存钻头结构参数对比，选择与选型钻头结构参数相匹配的钻头。

作为本发明进一步的方案：在岩石力学参数分析的基础上根据所钻地层按钻头选型的需要进行重新划分时，将地层岩性，尤其是岩石力学特征相似的井段归为一层。

作为本发明进一步的方案：在相对较浅的井段，首先考虑选型钻头的机械钻速，其次考虑选型钻头的使用寿命。

作为本发明进一步的方案：在深部井段，钻头选型首先考虑选型钻头的使用寿命，尽量增加单只钻头的进尺，减少起下钻更换钻头的次数，在此基础上再考虑提高机械钻速。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、在岩石力学参数分析的基础上，根据所钻地层按钻头选型的需要将进行重新划分，将地层岩性，尤其是岩石力学特征相似的井段归为一层，突破了其它方法依托地质分层划分的局限，明确了所选型钻头的使用井段；

2、在选型过程中充分考虑了每一层段对钻头使用的要求和要实现的钻井目的，如在一些相对较浅的井段，首先要考虑的选型钻头的机械钻速，其次考虑的才是选型钻头的使用寿命；在一下深部井段，由于单次起下钻所用时间较长，故钻头选型首先考虑的是选型钻头的使用寿命，尽量增加单只钻头的进尺，减少起下钻更换钻头的次数，提高钻井效率 ，在此基础上再考虑提高机械钻速；

3、对每一层选型钻头的具体结构参数提出了明确要求，摆脱了其它方法只能对选择钻头提出定性要求的现状，提高了钻头选型的精度；

4、在精确选型的基础上，对相邻层段选型钻头的结构参数进行类比，如相同或相近，则进行合并处理，有效减少了所选钻头的型号，减少了钻头库存和资金投入。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例中，一种油气钻探用钻头的选型方法，包括以下步骤：

步骤一，获取岩石力学参数并进行分层处理；

步骤二，明确每一层对钻头使用的要求、要实现的目的；

步骤三，根据第一步和第二步确定选型钻头结构参数，包括冠部剖面形状、刀翼、切削齿、后倾角等；