油用钻头钻具一体化技术服务模式探析

胡志坤

摘要： 本文通过分析我国当前石油钻探行业油用钻头的技术服务现状，结合实践应用的目的对油用钻头（钻具）一体化技术服务模式展开研究，为同类企业优化钻头钻具技术服务体系提供参考。

Abstract： Based on the analysis of the current status of technical service of oil bit in China's oil drilling industry and the purpose of practical application， this paper studies the integrated technical service mode of oil bit （drilling tool）， which provides reference for the optimization of bit （drilling tool） technical service system of similar enterprises.

关键词： 油用钻头（钻具）；发展现状；一体化技术服务体系

Key words： oil bit （drilling tool）；development status；integrated technical service system

中图分类号：F124.3 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）16-0138-03

0 引言

钻头作为石油钻井工业中必不可少的一种钻井工具，对于保障石油开采项目的顺利实施起着至关重要的作用。从原油的生产成本来看，钻井成本在其中至少占着30%的比例。要降低石油钻探成本，就必须选择合适的钻头，并且在作业中加强钻头的维护与养护，延长其使用寿命，以提升钻井工效，达到节约成本的目标。鉴于此，对钻头技术加强研究，无疑是石油钻探过程中最关键的一个节点。本文针对江钻油用钻头，通过分析我国当前石油钻探行业油用钻头的技术服务现状，结合实践应用的目的对油用钻头（钻具）一体化技术服务模式展开研究，为同类企业优化钻头钻具技术服务体系提供参考。

1 油用钻头的发展现状

1.1 PDC钻头切削结构的创新

从钻头切削面的整体结构来看，它不仅致力于钻探效率的提升，同时也兼顾了钻头的寿命，目前石油钻探领域技术最先进的PDC复合片在材质设计上就充分体现了这两点设计理念。二战以来，工业领域在优化钻头切削结构方面取得了很大的進步，客观上推动了PDC钻头综合效率的提升，特别在难以钻进的复杂地质环境中，其性能优势被发挥得淋漓尽致。在我国，出自西南石油大学科研部的一项新技术——内镶二级齿技术，就大大改善了PDC钻头在复杂钻地层中的适用性。

1.2 混合切削结构钻头技术

在21世纪初，在由美国石油工程师协会承办的学术交流会上，其本土企业休斯公司展示了一种由固定刀翼和固定牙轮混合制作而成的新型混合钻头的实验及相关应用数据。该混合钻头的固定刀翼使用了固定的PDC齿设计，并且用新型硬质合金制作配套的牙轮。和普通牙轮相比，在页岩或塑性地层用混合钻头作业，更容易吃入地层，机械钻速会大幅度提升，钻进速度提高了2倍，工效得到了大幅度提升。

2 新型钻头研发及钻头技术服务发展趋势

最近几年，许多以研发钻头、钻具为主业的企业和相关科研机构都在致力于钻头技术及性能的研究，推动了钻头的更新换代。Hughes公司推出了一种新型钢齿三牙轮钻头。这种FastMax系列的新型钻头的叶轮有九排齿，外加一排抗重复研磨的齿排，在齿排设计上采用了由本公司研发的金字塔状内排齿，齿排表面敷焊了当前工业设计领域先进的Endurall硬面敷焊材料。该钻头在快速钻进方面具有显著的应用优势，独特的金字塔形齿排具有出色的耐磨性能，能够实现其最大的基础负载，并且能有效避免钻进过程中钻头泥包的问题。在钢齿三牙轮钻头问世不久，该公司又成功研发了一种多水眼新型金刚石钻头，该钻头配备了五个刮刀片和十九毫米切削齿，钻头具有高效率的水力能量，钻头在井下能快速破碎井底岩石，并且钻头上的金刚石能够起到快速冷却的作用。

钻头技术及性能研究的持续推进，使人们开始意识到，要延长钻头寿命，同时提高其钻进工效，就必须加强创新研究和技术攻关。在钻头结构的优化设计及实践应用中，根据工程需要不断改进钻头设计，同时对钻头耐磨性、齿排韧性及轴承寿命的技术研究，都是目前钻头技术研究中的关键节点，并且未来的许多年间，对牙齿材质、轴承密封技术的研究，都将是钻头技术研发的重点。随着钻头的升级换代和生产成本的降低，金刚石复合齿将有望取代传统材料，被广泛应用在牙轮钻头上。石油钻头技术的创新集中体现在钻头或钻具技术、性能及材质的更新换代上，国际上各大石油钻探企业都在致力于新型复合材料的研发或技术改进，材料硬度高、使用寿命长始终是钻头技术研发的关键指标。目前我国在钻头材料的技术研究上略逊于一些西方国家，但随着国民经济的发展和科技的进步，这一劣势必将得到扭转。此外，有效地针对复杂地层，钻头的选择以及使用上，钻头更有效地在这些复杂地层钻进，也是未来钻头发展的方向。除了上述的一些发展方向，我们还应该借鉴国外的新型钻头技术、牙轮技术等，取长补短，集百家之长，有针对性地应对钻头在特殊地层有效地提高钻进效率，提高钻头的使用寿命。

3 江钻油用钻头的技术服务创新—— 一体化技术服务模式

江汉石油钻头股份有限公司是亚洲最大、全球第三大石油钻头制造商。从1973年开始从事钻头生产，至今已有40多个年头，产品销往美国、加拿大、俄罗斯、伊朗、哈萨克斯坦等30多个国家和地区。