Page 134 - 修井工程

四、 侧钻裸眼钻进

1.钻头

套管开窗侧钻井由于受原井眼井身结构的限制， 钻头的选择比较有限， 常用的有单牙轮
钻头、 钻PDC 头和 偏PDC 心扩眼钻头等。

小井眼钻井由于其环空间隙小， 给钻井、 固井作业带来一系列问题， 如环空压耗较大，
井底水力作用能量较低， 卡钻机会增大， 固井质量不能保证等。 目前普通的做法为： 钻达目
的层后， 下扩眼钻头进行扩眼； 在油层段及复杂地层采用偏心钻头进行扩眼， 以利于钻井、
固井作业顺利进行。

1） 单牙轮钻头
单牙轮钻头 （图 7 29） 在绕运动着的牙轮轴做相对运动， 对井底岩石产生冲击和压入
作用的同时， 牙轮表面相对井底有很大的滑移运动， 对地层产生切削作用， 因而单牙轮钻头
兼有三牙轮钻头和 钻PDC 头的优点。 单牙轮钻头由于只有一个轴承， 因而轴承面积相对较
大， 同时单牙轮钻头是减速钻头， 牙轮转速低于钻头转速， 一般只有钻头转速的 40% ～
80%， 因而单牙轮钻头轴承使用寿命相对较长。
钻头2） PDC
钻PDC 头 图（ 7 30） 的破岩机理主要是依靠钻头复合片的切削作用， 适用于低钻压、
高转速钻进， 因而适合配合井下动力钻具， 满足动力钻具对钻头高转速的要求。

图 7 29 单牙轮钻头 图 钻头7 30 PDC

3） PDC偏心扩眼钻头
偏PDC 心扩眼钻头 图（ 7 31） 具有两条中心轴线， 即所钻井眼的中心轴线和正常通径
的井眼轴线。
偏PDC 心扩眼钻头的工作原理是： 利用底部的切削齿钻出导眼， 靠侧翼进行扩眼， 钻
出大于钻头直径的新井眼。 由于偏心钻头的不对称性， 要求与之搭配的钻具最好为钟摆钻
具， 尽量不使用扶正器。
2.钻具组合设计
钻具组合的优选是井眼轨迹控制的重要组成部分。 正确选择和合理使用钻具组合， 既可
提高钻井速度及井身轨迹控制精度， 又可获得曲率均匀、 光滑的井眼， 避免造成起下钻及钻
进阻卡、 划出新眼、 发生黏卡及键槽卡钻等复杂情况。 显然， 所选出的钻具组合不仅要满足

128