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首页 > 过刊浏览>2024年第51卷第6期 >125-131. DOI:10.12143/j.ztgc.2024.06.016
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天阳盆地高温硬岩地热钻探PDC钻头的研究应用
作者:
作者单位:

1.山东省地质矿产勘查开发局第二水文地质工程地质大队(山东省鲁北地质工程勘察院)，山东 德州 253072;2.山东省地热清洁能源探测开发与回灌工程技术研究中心，山东 德州 253072;3.山东省核工业二七三地质队大队，山东 烟台 264006;4.山东省地矿局钻探工程技术研究中心，山东 烟台 264004

中图分类号:

TE921+.1;P634.4+1

基金项目:

山东省地矿局地质勘查引领示范与科技攻关项目“高温地热超深孔勘查取心钻探关键技术研究与应用”（编号：KY202219）；山东省地矿局地质勘查和科技创新项目“大口径深部钻探钻完井技术研究”（编号：KY201946）


Research and application of PDC bit for geothermal drilling in high temperature hard rock in Tianyang Basin
Author:
  • WANG Yongjun 1,2

    WANG Yongjun

    The Second Hydrogeology and Engineering Geology Brigade of Shandong Provincial Bureau of Geological;Survey (Lubei Geological Engineering Survey Institute of Shandong Province), DezhouShandong253072, China;Shandong Engineering Technology Research Center for Geothermal Clean Energy Exploration and Reinjection,DezhouShandong253072, China
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  • NIE Dejiu 1,3

    NIE Dejiu

    The Second Hydrogeology and Engineering Geology Brigade of Shandong Provincial Bureau of Geological;Survey (Lubei Geological Engineering Survey Institute of Shandong Province), DezhouShandong253072, China;273 Geological Brigade of Shandong Nuclear Industry, YantaiShandong264006, China
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  • YUAN Baohong 1,2

    YUAN Baohong

    The Second Hydrogeology and Engineering Geology Brigade of Shandong Provincial Bureau of Geological;Survey (Lubei Geological Engineering Survey Institute of Shandong Province), DezhouShandong253072, China;Shandong Engineering Technology Research Center for Geothermal Clean Energy Exploration and Reinjection,DezhouShandong253072, China
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  • YUAN Baoxin 1,2

    YUAN Baoxin

    The Second Hydrogeology and Engineering Geology Brigade of Shandong Provincial Bureau of Geological;Survey (Lubei Geological Engineering Survey Institute of Shandong Province), DezhouShandong253072, China;Shandong Engineering Technology Research Center for Geothermal Clean Energy Exploration and Reinjection,DezhouShandong253072, China
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  • ZHAO Changliang 1,2

    ZHAO Changliang

    The Second Hydrogeology and Engineering Geology Brigade of Shandong Provincial Bureau of Geological;Survey (Lubei Geological Engineering Survey Institute of Shandong Province), DezhouShandong253072, China;Shandong Engineering Technology Research Center for Geothermal Clean Energy Exploration and Reinjection,DezhouShandong253072, China
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  • ZHANG Tao 1,2

    ZHANG Tao

    The Second Hydrogeology and Engineering Geology Brigade of Shandong Provincial Bureau of Geological;Survey (Lubei Geological Engineering Survey Institute of Shandong Province), DezhouShandong253072, China;Shandong Engineering Technology Research Center for Geothermal Clean Energy Exploration and Reinjection,DezhouShandong253072, China
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  • LIU Zhenxin 4

    LIU Zhenxin

    Drilling Engineering Technology Research Center of Shandong Bureau of Geology and Mineral,YantaiShandong264004, China
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Affiliation:

1.The Second Hydrogeology and Engineering Geology Brigade of Shandong Provincial Bureau of Geological;Survey (Lubei Geological Engineering Survey Institute of Shandong Province), DezhouShandong253072, China;2.Shandong Engineering Technology Research Center for Geothermal Clean Energy Exploration and Reinjection,DezhouShandong253072, China;3.273 Geological Brigade of Shandong Nuclear Industry, YantaiShandong264006, China;4.Drilling Engineering Technology Research Center of Shandong Bureau of Geology and Mineral,YantaiShandong264004, China

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    摘要:

    在天阳盆地高温地热钻探施工中，受变质岩系硬岩地层岩性和高温的影响，牙轮钻头机械钻速低、磨损严重、使用寿命短，严重影响钻探施工。对PDC钻头的应用进行了探索研究，针对地层岩性特征，对钻头体、刀翼、剖面轮廓及复合片的选择和布设等关键技术进行了探索，并在钻探实践中优化改进，研究出了一种抗冲击性能较好、适宜于变质岩系硬岩地层的PDC钻头。有效地提高了机械钻速、降低了钻井成本，为天阳盆地高温地热钻探项目的顺利实施提供了技术支撑。

    Abstract:

    In the drilling construction of high-temperature geotherm in the Tianyang Basin， affected by the lithology and high temperature of the hard rock strata of the metamorphic rock system， the cone bit has low mechanical drilling efficiency， serious wear， and short service life， which seriously affects the drilling construction. As a result， the application of PDC bit was explored. Aimed at the lithological characteristics， the key technologies such as the selection and layout of bit body， blade， profile and composite pieces were explored and optimized in drilling practice. A PDC bit with good impact resistance and suitable for metamorphic hard rock formations is developed， which effectively improves the mechanical drilling speed and reduces the drilling cost， which provides technical support for the smooth implementation of the high-temperature geothermal drilling project in the Tianyang Basin.

    参考文献
    [1] 王平，师鹏峰.大同地区干热岩勘查高温高压自喷井综合治理工艺[J].钻探工程，2021，48（S1）：258-263.WANG Ping， SHI Pengfeng. Comprehensive treatment technology for high temperature and high pressure blowing wells in hot dry rock exploration in Datong[J]. Drilling Engineering， 2021，48（S1）：258-263.
    [2] 郤一臻，赵福金，荆京，等.山西干热岩GR1井高温固井技术研究与实践[J].钻探工程，2022，49（6）：42-47.XI Yizhen， ZHAO Fujin， JING Jing， et al. Research and practice of cementing slurry technology for Well GR1 in Shanxi high temperature hot dry rock[J]. Drilling Engineering， 2022，49（6）：42-47.
    [3] 李琴，傅文韬，黄志强，等.硬地层中新型PDC齿破岩机理及试验研究[J].工程设计学报，2019，26（6）：635-644.LI Qin， FU Wentao， HUANG Zhiqiang， et al. Rock breaking mechanism and experimental study of new PDC tooth in hard formation[J]. Chinese Journal of Engineering Design， 2019，26（6）：635-644.
    [4] 祝效华，王燕飞，刘伟吉，等.PDC单齿切削破碎非均质花岗岩性能的评价新方法[J].天然气工业，2023，43（4）：137-147.ZHU Xiaohua， WANG Yanfei， LIU Weiji， et al. A new method for evaluating the rock cutting and breaking performance of PDC cutters in heterogeneous granites[J]. Natural Gas Industry， 2023，43（4）：137-147.
    [5] 祝效华，刘伟吉，贾彦杰.切削和侵入作用下层理岩层破碎机理浅析[J].地下空间与工程学报，2018，14（2）：444-451.ZHU Xiaohua， LIU Weiji， JIA Yanjie. Investigation on the mechanism of laminated rock fragmentation under the action of cutting and indenting[J]. Chinese Journal of Underground Space and Engineering， 2018，14（2）：444-451.
    [6] 王勇军，梁伟，杜志强，等.雄安新区D05井燧石白云岩地层钻头应用探索[J].钻探工程，2023，50（4）：142-148.WANG Yongjun， LIANG Wei， DU Zhiqiang， et al. Exploration of drill bit applied in chert dolomite strata in Well D05 of Xiong''an New Area[J]. Drilling Engineering， 2023，50（4）：142-148.
    [7] 杨迎新，杨燕，陈欣伟，等.PDC钻头复合钻进破岩机理及个性化设计探讨[J].地下空间与工程学报，2019，15（2）：565-575.YANG Yingxin， YANG Yan， CHEN Xinwei， et al. Discussion on rock-breaking mechanism and individuation design of PDC drill bit in compound drilling[J]. Chinese Journal of Underground Space and Engineering， 2019，15（2）：565-575.
    [8] 高明洋，张凯，周琴，等.高温硬地层钻进中PDC钻头切削齿磨损研究[J].探矿工程（岩土钻掘工程），2018，45（10）：185-189.GAO Mingyang， ZHANG Kai， ZHOU Qin， et al. Wear of PDC cutters in high temperature hard formation drilling[J]. Exploration Engineering（Rock Soil Drilling and Tunneling）， 2018，45（10）：185-189.
    [9] 王滨，李军，邹德永，等.强研磨性硬岩P DC钻头磨损机理及磨损分布规律研究[J].特种油气藏，2018，25（4）：149-153.WANG Bin， LI Jun， ZOU Deyong， et al. Mechanisms and distribution pattern of abrasions on PDC bits for highly-abrasive hard-rock[J]. Special Oil Gas Reservoirs， 2018，25（4）：149-153.
    [10] 沈立娜，吴海霞，蔡家品，等.高效耐冲击复合片取心钻头的研制与应用[J].钻探工程，2021，48（S1）：366-369.SHEN Lina， WU Haixia， CAI Jiapin， et al. Development and application of high-efficiency and impact-resistance PDC core bits[J]. Drilling Engineering， 2021，48（S1）：366-369.
    [11] 王勇军，梁伟，张涛，等.深部地热钻探中硬塑性泥岩地层钻头应用研究[J].钻探工程，2023，50（3）：92-98.WANG Yongjun， LIANG Wei， ZHANG Tao， et al. Research on bit application of hard plastic mudstone formation in deep geothermal drilling[J]. Drilling Engineering， 2023，50（3）：92-98.
    [12] 胡书锴，田锋，李汉月，等.超高温地热钻井高效耐磨PDC钻头研制及应用[J].钻采工艺，2020，43（3）：1-3.HU Shukai， TIAN Feng， LI Hanyue， et al. Development and test appllcation of high efficiency PDC bit for ultra-high temperature geothermal well[J]. Drilling Production Technology， 2020，43（3）：1-3.
    [13] 汤凤林，沈中华，段隆臣，等.关于PDC钻头低温氮，磁化综合处理的试验研究[J].探矿工程（岩土钻掘工程），2019，46（2）：80-85.TANG Fenglin， SHEN Zhonghua， DUAN Longchen， et al. Experimental research on integrative treatment of PDC drill bit with cryogenic Nitrogen and magnetization[J]. Exploration Engineering（Rock Soil Drilling and Tunneling）， 2019，46（2）：80-85.
    [14] Heydarshahy S A， Karekal S.钻头冠部形状对破岩效果的影响[J].石油勘探与开发，2017，44（4）：630-637.Heydarshahy S A， Karekal S. Influences of bit profiles on possible fracture modes[J]. Petroleum Exploration and Development， 2017，44（4）：630-637.
    [15] 方啸虎，崔祥仁，谢德龙.近年来钻探用超硬材料的发展与展望[J].钻探工程，2021，48（S1）：18-24.FANG Xiaohu， CUI Xiangren， XIE Delong. Development and prospect of the super hard materials applied to the drilling industry in recent years[J]. Drilling Engineering， 2021，48（S1）：18-24.
    [16] 马亚超，陶垒，荣准.PDC钻头布齿技术研究综述[J].工程设计学报，2023，30（1）：1-12.MA Yachao， TAO Lei， RONG Zhun. Review of PDC bit cutter arrangement technology[J]. Chinese Journal of Engineering Design， 2023，30（1）：1-12.
    [17] 居培，王传留.弧角型PDC钻头切削齿布齿模式仿真分析[J].煤田地质与勘探，2020，48（5）：240-245.JU Pei， WANG Chuanliu. Simulation of the cutter arrangement pattern of the arc PDC drill bit[J]. Coal Geology Exploration， 2020，48（5）：240-245.
    [18] 郑宇轩，单文军，赵长亮，等.青海共和干热岩GR1井钻井工艺技术[J].地质与勘探，2018，54（5）：1038-1045.ZHENG Yuxuan， SHAN Wenjun， ZHAO Changliang， et al. The drilling technology for the GR1 well in hot-dry rock of Gonghe， Qinghai Province[J]. Geology and Exploration， 2018，54（5）：1038-1045.
    [19] 谭现锋，马哲民，段隆臣，等.复合动力钻进工艺在干热岩钻井中的应用研究[J].钻探工程，2021，48（7）：1-8.TAN Xianfeng， MA Zhemin， DUAN Longchen， et al. Application of compound power drilling technology in hot dry rock drilling[J]. Drilling Engineering， 2021，48（7）：1-8.
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王勇军,聂德久,袁宝宏,等.天阳盆地高温硬岩地热钻探PDC钻头的研究应用[J].钻探工程,2024,51(6):125-131.
WANG Yongjun, NIE Dejiu, YUAN Baohong, et al. Research and application of PDC bit for geothermal drilling in high temperature hard rock in Tianyang Basin[J]. Drilling Engineering, 2024,51(6):125-131.

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  • 收稿日期:2024-04-08
  • 最后修改日期:2024-05-28
  • 录用日期:2024-06-06
  • 在线发布日期: 2024-12-04
  • 出版日期: 2024-11-10
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