高温硬地层钻进中PDC钻头切削齿磨损研究

高明洋^1,2，张凯^1,2，周琴^1,2，周辉峰^1,2，刘宝林^1,2

1. 中国地质大学〈北京〉工程技术学院2. 国土资源部深部地质钻探技术重点实验室

摘 要：随着新时代对绿色环保资源的需求日渐旺盛,地热资源即将进入大规模开发阶段。为经济、高效获取地热资源,目前主要应用的是PDC钻头。但是,部分钻取地热井存在遭遇高温硬地层的情况,常规PDC钻头存在耐高温性能差、硬度略低、耐磨性不足等问题。本文总结了深部高温硬地层钻进时PDC切削齿受到磨粒磨损,冲击磨损,热损伤等3种磨损机理,介绍了4种提高PDC切削齿耐高温性,硬度及耐磨性的方法:涂层技术、改善钻进参数,复合钻头和钎焊切削齿。根据目前研究情况,建议单个PDC切削齿实验可以从实现独立分析与切削齿关联性相结合方面展开,通过动态建模和工作状态实时模拟优化设计方案。

关键词：绿色能源;地热;高温;PDC;磨损;复合钻头;