案件

设计用于消除旋转的多晶硅芯片（PDC）位可以提高穿透速率并在井下组件中产生更少的振动。

它们还可以提高核心恢复。

反旋钻头在定向钻井中的应用是很有前景的，并促使了一些现场指南的发展。

这些钻头通过切削位置控制旋转，从而产生指向低摩擦量规垫的不平衡力。然后将钻头固定在井壁上。

许多实验室和现场测试已经证明了在某些钻井条件下常规PDC位旋转的趋势。在旋转期间，旋转钻头产生的振动可以有助于切割器故障和损坏管状和井下电子器件在钻孔工具内。

当钻头旋转时，它会向后绕着井眼旋转，通常会增加井眼尺寸，并由于钻井效率低下而降低机械钻速。旋转也被认为会缩短钻头使用寿命。

1992年SPE年度技术会议和展览会，华盛顿州，D.C.，1992年SPE年度技术会议和展览的论文中的设计规则和测试是覆盖的。

设计和测试

根据C.H.，特别设计的抗微晶金刚石（PDC）位有降低的振动和向后旋转和向后旋转，从而提高穿透率和比特性能。Cooley和P.E.Hughes Christensen和L.A.A.Amoco生产有限公司的斯诺尔斯克斯科斯·斯诺尔“反旋转位的设计和测试”。

各个切割元件的定位以产生净力不平衡，消除了PDC拖动比特的有害向后旋转。

这种不平衡力将钻头推向井眼一侧，从而创造了一个稳定的旋转条件，阻止了反向旋转。

对于没有旋转的钻头，切削齿的位置必须产生一个适当大小和方向的切削力矢量。每一种反旋转钻头设计都有一个扇区，在不降低钻头稳定性的情况下，不能放置切削元件(无切削齿区域)。

经验表明，反旋转钻头在切削深度较低和钻头重量较轻时也会旋转。

这种钻头被更准确地称为抗旋转钻头，因为与传统钻头相比，它们可以在更广泛的条件下顺利运行。

由于与压力相关的岩石强度增加，需要更多的井下重量，因此井下压力可能会改变防旋钻头和标准钻头向平稳钻井过渡的钻速。例如，在实验室测试中，反旋涡钻头以12-24 ft/hr的速度过渡到平滑钻井，而常规PDC钻头在相同条件下以96 ft/hr的速度过渡。

似乎没有稳定性的趋势与稳定性有关：17/2英寸。抗战位在最平滑的测试中。

在Amoco的Catoosa，Okla。，测试良好的情况下，在可以容易地控制条件的情况下，抗微型PDC比特在硬石灰岩形成中运行。由于切割器破损，标准PDC位停止钻孔400英尺。相比之下，钻孔钻孔，没有问题到1,500英尺的硬石灰岩，具有超过60,000psi的压缩强度。

由于所钻地层、钻井参数(钻压、转速等)的变化，以及钻机和设备的多样性，反旋钻头的现场测试结果难以分析。

大多数100左右的抗战PDC位迄今为止迄今为止已经成功，大部分运算符都归因于比特性能好。

核心位

使用反旋取心钻头可以提高取心速度，提高采收率，提高取心质量，延长钻头使用寿命，从而使取心作业更加经济。

与全井眼钻头一样，取心钻头也容易受到井下振动的影响。

消除位旋转会降低典型的核心干扰问题。

此外，与使用标准PDC取心钻头相比，取心通常更平滑，更接近标准直径。

取心结果为43/4-91/s。防旋PDC钻头已获得成功。Amoco生产公司的L.A. Sinor、T.M. Warren、S.M. Behr、M.R. Wells和顾问J.R. Powers在《反旋取心钻头的开发》一文中表示，反旋取心技术还允许使用常规钻机和钻柱，而不是采矿钻机和小井眼技术，回收钢丝绳可回收的岩心。

历史上，大井眼连续取心的回收率很低，主要原因是很难切割出足够小的光滑岩心，并通过常规尺寸的钻柱取出。卡住岩心或卡住取芯筒也是一个问题，同时钻头性能也很差。穿透速度通常非常慢，以至于取芯成本太高。另一个问题是PDC钻头寿命可能太短，需要频繁起下钻。

反旋转技术消除了钻头振动，从而获得质量更好的岩心。此外，从采矿行业借鉴的技术提高了钻头性能，将传统的转速提高了7倍，达到700-900转/分。在坚固的地层中，较高的速度可以提高钻进速度。

这些技术的组合在传统的芯刀先前失败的操作中允许在多种操作中恢复核心。

NONAXISYMMETRIC加载

一系列的实验室和现场试验表明,antiwhirl位稳定在一个广泛的负载条件下,根据体育Pastusek,厄尔h m·安德森,克里斯坦森和休斯洛杉矶Sinor阿莫科石油公司生产有限公司在“定向和稳定与non-axisymmetric anti-whirl比特加载的特征。”

与传统的多晶金刚石压缩（PDC）设计相比，抗战比倾向于在它们指向的方向上钻头，并且受到它们被推动的地方的影响更小。

三个非同位性负载案例可能会影响位稳定性：

• 当使用方向组件时或钻出高角度孔时，将外侧负载施加到该位。

  
  

• 在各向异性岩石中，切割力随着钻头旋转而变化，从而随着时间的推移改变该位的不平衡力载体。

  
  

• 使用导向组件，钻头轴相对于钻头运动方向倾斜，从而改变不平衡力的合力。

与常规钻头相比，反旋转钻头设计对各向异性地层和外部侧载荷的敏感性较低。

在使用旋转和滑动模式的导向系统钻井时，轴向倾斜不会影响测试的反旋涡设计的稳定性。

可操纵系统上的抗动比特的构建速率低于传统PDC位的抵制。

较低的速率归因于抗战比特的平滑仪表垫设计。

带有导向系统的井眼旋转似乎与钻头旋转有关，波长由钻头、稳定器和马达弯曲之间的距离控制。

在可操纵和角度构建电动机组件上钻孔两种测试井有效地比较了传统和抗擦拭PDC比特的响应。

这些测试有助于开发一些实际的实地指南：

• 应使用大扭矩/低速电机。由于可以使用反旋转钻头钻进更硬的地层，高扭矩电机允许使用更高的钻头重量，以提高钻头稳定性。

  
  

• 开始钻井时，钻头应以正常钻井流量的一半触底，然后将重量和流量同时提上来。这一步骤应能减少钻井恢复后继续发生井底旋转的可能性。

  
  

• 在转向模式下，钻杆速度应保持慢（20-40 rpm）。更高的速度导致不稳定。

  
  

• 根据造井速率的差异，调整井方案和井底组合;这取决于之前使用的钻头，以及它是否钻了超径(旋转)井眼。

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