钻头使用效果综合评价方法研究

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钻头使用效果综合评价方法研究
张绍营
（中海油田服务股份有限公司钻井事业部）
摘要：本文通过对大量的钻头使用资料分析，建立了钻头效益指数模型，利用该模型对渤海油田平原组、明化镇组和馆陶组地层所使用的钻头
进行评价，并进一步优选出该地层的钻头类型，经现场实际应用，取得了较好的效果。

关键词：钻头效果；进尺；钻速
在钻井过程中，钻头的合理选型对提高钻井速度，降低钻井成本起
着非常重要的作用。

常规钻头选型的方法大致可分为两种：一是利用试
验地区的岩心资料，进行室内实验，对所钻地层进行评价，从而选择所适应的钻头类型；二是利用试验地区的测井资料、录井资料进行地层评价，进而选择合适的钻头类型。

钻头的选型是否合理还得看钻后的钻头使用效果。

钻头的评价方法很多，一般常用进尺、每米钻井成本、钻速
等指标来评价钻头的使用效果。

本文通过对现场大量的钻头资料分析和研究，提出了钻头评价的方
法，并进一步开展了钻头合理选型。

1.钻头使用效果评价方法
目前国内石油现场施工中所使用的钻头，其性能指标一般由它的机
械钻速和每米钻井成本来体现。

这些钻头评价方法存在一定的局限性，
就机械钻速而言，有些钻头机械钻速很高，但钻头工作时间却很短，钻
头整体经济效益差；有些钻头的进尺多，但它的机械钻速低；其整体经
济效益也差；有些钻头的成本低，但它的进尺和工作时间少。

对于根据钻头每米成本这个指标来评价钻头使用效果，在油田得到
广泛应用。

但从经济效益观点来看，它对钻头带来的潜在经济效益突出
得不够。

针对上述情况，本文提出钻头评价的新方法－钻头效益指数，
就是根据钻头进尺、钻头机械钻速和钻头成本三个因素的综合指标来评
价钻头的使用效果。

这种评价方法和钻头每米成本评价方法总体是一致
的，但该方法突出体现了钻头带来的近期经济效益和潜在的远期经济效
益，是一比较合理的钻头评价方法。

2.钻头效果评价模型
1.每米钻井成本计算模型
C C C C T TT F
b r p =
+++()() (1)
式中C －每米钻井成本，元/米；C b －钻头费用，元/只；C r －钻机作业费及钻井平台使用费（钻井设备作业费），元/小时；C p
－现场工作人员
费用, 元/小时；T －钻头纯钻进时间，小时；
TT －起下钻、循环钻井液及接单根时间（钻井辅助时间），小时；F －钻头总进尺，米。

σ
(2)
式中V －机械钻速，米/小时。

从式（2）中可以看出，由于钻井设备作业费 C r 、人员费用C p 和钻井辅助时间TT 相对比较稳定，所以每米钻井成本与钻头成本、进尺和钻速关系十分密切。

2.钻头效益指数模型
本文根据渤海油田所使用的五百多只钻头的使用资料，进行理论分析和反演回归，导出如下钻头评价模型： E F V C b b =×α
(3)
式中 E b －钻头效益指数，平方米/（元·小时）；α－系数。

从(3)式中可以看出，钻头效益指数E b 与进尺F 和机械钻速V 的乘
积成正比，与钻头费用成反比关系。

3现场应用 从所建立的钻头评价模型看，新模型比每米钻井成本模型具有一定的优越性：钻头效益指数对进尺和机械钻速两因素比较敏感，它不仅体现了钻头的直接经济效益，而且突出了由钻头带来的潜在经济效益。

例如，对两只每米钻井成本都相同的钻头来说，如果其中一只钻头费用低，进尺少，而另一只钻头费用高，进尺多，用每米钻井成本指标就很难评价其好坏。

而用钻头效益指数就可以很好地对其评价，虽然每米钻井成本相同，但用进尺多的钻头，却能减少起下钻次数，节约钻井时间，减少钻井周期，带来的潜在效益大，所以用第二只钻头效益好。

从另一个角度看，钻头效益指数是钻头的机械钻速和单位费用所能钻过深度的乘积，它是从多个方面综合对钻头进行评价，所以用该指数对钻头进行评价更加合理。

利用钻头评价新方法，本文对渤海地区平原组、明化镇组和馆陶组地层所使用的钻头进行评价，优选出该地层合理的钻头类型，优选出的结果通过现场应用证明，钻头选型比较合理，与现场实际比较符合。

优选结果见表1。

表1渤海地区平原组、明化镇组和馆陶组钻头选型
4结论
1.在实际工作中，对钻头的评价应从多方面进行考虑，这样评价结果才能合理。

用钻头效益指数来评价钻头，具有一定的优越性，经过油田现场初步应用，证明是有效可行的钻头评价方法。

2.根据钻头评价结果来合理的选择钻头类型，是建立在地区已使用过的钻头资料基础上，它综合了本地区地层和钻头的宝贵信息，对本地区以后的勘探和开发起着指导意义。

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（四）保证操作的规范性
在生产及操作期间，冷却介质的流动速率、温度等都可能对管道形成影响，尤其是在运送可燃性气体期间，应将温度控制在规定范围内，不然可能发生爆炸问题。

尤其是针对一些容易出现危险的位置，更应认真、仔细。

例如：加热炉的入口位置、反应设备的底部、塔的底部等。

在运用冷却介质期间，应确保介质连续性，如果条件允许，可以加装两条电气线路及控制电源，从而当管道的温度过低或者过高时保证及时反映，予以处理。

另外，还应经常对管道的垃圾、污垢进行清理，防止其造成管道堵塞。

总结：
总而言之，对于化工工艺管道来讲，其设计、安装及维护工作
是一些较为复杂并且内容庞大的工程，在整体过程中，相关从业者应不断提高自身的专业能力及综合素养，提高管道设计及安装水平，并且加大日常维护的力度，严格把控质量管卡，进而保证化工管道的运行质量。

因此，对化工工艺管道的设计、安装及维护进行探讨是值得相关工作人员深入思考的事情。

参考文献：
[1]孙超，吕秀平．管廊式管架设计心得及对其受力的分析和探讨[J]．山西建筑，2012（25）．
[2]张建伟．化工工艺管道中的安装方式[J]．中国石油和化工标准与质量，2012（04）．
[3]郑斌，周丽芳．压力管道安装监督检验若干问题探讨[J]．石油工业技术监督，2011（01）．
钻头使用效果综合评价方法研究
作者：张绍营
作者单位：中海油田服务股份有限公司钻井事业部
刊名：
中国化工贸易
英文刊名：China Chemical Trade
年，卷(期)：2014(16)
本文链接：/Periodical_zghgmy201416055.aspx。