史密斯钻头技术交流会材料
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1. 2. 3. 4. 5. 机械钻速 进尺 导向能力 磨损情况 (包括钻头和井下工具) 井眼质量
– Q2-Q3: 月产量可达50只 – Q4: 支持泛亚太地区钻头需求
常州新PDC工厂介绍
PTEC- Petrol-Technical Engineering Center （斯伦贝谢石油工程技术中心）
• Well Trajectory • Target Assurance • Collision Avoidance • BHA and Drillstring Design • Drilling Risk Prevention, Mitigation and Alertness • Hydraulics Management • Documented Drilling Knowledge “know how” • Documented Lessons Learned and Knowledge Sharing • Drilling Dynamics Design • Drilling KPI and Benchmarks • Drill Bits selection • Drilling databases • iDrill studies • Jar placement • Drilling tools (Turbines, jars, stabilizers, reamers, fishing tools, etc) • Hydraulics
低 抗研磨性
• 根据碳化钨齿的 性质差异并依据 具体的应用需求， 优选适合的镶齿 种类。（基础材 料研究）
史密斯钻头固定刀翼钻头-PDC和孕镶金刚石
• Spear系列钢体钻头
专为泥页岩钻进设计的最新钻头系列。
• Sharc 系列双排齿钻头 • Directional 系列导向钻头
• Standard 系列标准钻头
• 该软件可在设计阶段准确地计算出钻头（扩眼器）所需的水眼及总截流面积。
IDEAS™ 模拟软件
唯一一个利用时间坐标，通过有 限元动态模拟（4维）实现：
动态建模 实时分析 准确预测 优化整个钻井系统的动态工程分 析系统
行业认可
2009 年3 月， IDEAS 技术获得 了 “2009 工业创新特殊贡献 奖”
D&M
SMITH
• 针对客户的特殊需求，斯伦贝谢来自不同领域的专 家在同一个平台上协同攻关研究提出解决方案。
• Comprehensive surface data capture and event monitoring • Lithology identification through cuttings sampling • RT mud weight optimization while drilling for PP/wellbore stability • RT monitoring of drilling parameters to help optimize hole cleaning, and overall drilling performance.
史密斯牙轮钻头优势- 双密封
• 主密封
W-122 (抗磨层）
W-122
(抗磨层）
辅密封
主密封
• 辅密封
PBIHNBR3 (Kevlar 纤维材料)
401 (增能橡胶）
W-122 (抗磨层)
高耐磨 层
增能橡 胶层
401 (增能橡胶)
史密斯钻头产品优势- 轴承
1. 大尺寸滚动轴承示意图
2. 中小尺寸滑动轴承示意图
高抗研磨地层专属钻头系列。
配合马达及旋转导向的钻头系列。
标准PDC钻头系列。
• Kinetic系列孕镶金刚石钻头
为最硬和难打地层设计的钻头系列。
SPEAR™ PDC 钻头-泥页岩地层的专属产品
• 专利技术支撑的品质保证
– 独特的钢体结构
• 既窄又高的刀翼设计 • 有效促进岩屑的返排
– 特殊的切削面接触设计
• 中突的刨面流线
• 平直的刀翼形状
• 有效提升钻进效率
• 有效增强了钻头的操控性
– 短连接长度设计
• 增强钻具组合的导向能力
SPEAR™ PDC 钻头-泥页岩地层的专属产品
• 专利技术支撑的品质保证
– 切削齿特点
• 采用特殊分布的小尺寸切削 齿（11-13mm） • 防碰齿“M”技术 • 低粘卡和稳定的工具面控制
转动…
“x” “x”
俯视图 (SHARC 切削齿在同一 径向位置)
侧视图 (切削齿接触地层情况)
剖面图 (切削齿接触地层情况)
“X” = SHARC备用齿与主切削齿之间的高度差
注：X=0时主切削齿 SHARC 可作为一种简单配置的形式被添加到任意钻头上 和备用齿同时切削地 层，称同步切削结构。
高度差取决于钻头的应用，主要考虑以下几个方面： 磨损情况以及对机械钻速的需求
史密斯涡轮钻井技术 – 与马达钻具对比
• 更加平滑的高质量井眼
• 更加强劲与持续的动力输出
• 更加稳定的定向工具面控制能力
SMITH新技术新产品介绍
Smith Bits, A Schlumberger Company
史密斯钻头新技术系列
DBOS钻头优选软件
Yield Point水力优化软件
•根据地层的特点，依据 史密斯钻头对应的型号 初步优选出相应的钻头 和保护特征。 •更多功能：单井完钻后 DBOS对比分析；区块 DBOS连层对比…
Yield Point 水力参数优化软件
• 输入需优化井的泵及钻机能力，设计排量，泥浆密度，BHA，套管结构信息；
• 软件可计算出不同的水眼尺寸组合所产生的钻柱及环空内的液体流态，以及产 生的立压。
– XR系列小井眼钻头 – FH系列标准钻头
8-3/8” – 26” 专利双密封，长寿命。
3-3/4” – 6-3/4” 小尺寸高强度和进攻性。
7-7/8” – 12-1/4” 常规系列，性价比高。
史密斯牙轮钻头优势- 双密封
辅密封
主密封 • 主密封- 保护牙轮轴承润滑系统；
• 辅密封- 保护主密封。
史密斯铣齿钻头硬质合金涂层
史密斯最新研发的MIC2硬质合金涂层材料，与上一代的HM16材料相比有了 极大的提高：低压力情况下抗研磨能力提高了10%，高压力情况下抗研磨 能力提高了20%，抗冲击破坏的能力提高了27%。
史密斯钻头产品优势- 牙齿技术
高
粗晶(高抗冲击/低抗研磨)
抗冲击性
中等
细晶 (高抗研磨/低抗冲击)
Standard系列 PDC 钻头
常规标准钻头系列。 胎体、外型、切削齿、制造工艺均在不断提升和进步，
满足一般情况下对钻进的需要。
经过IDEAS认证的钻头具有更好的适用性。 兼顾了进攻性与耐久度，是油田钻井的主力钻头。
专为最坚硬和复杂岩性设计的KINETIC™ 孕镶金刚石 钻头
天然金刚石钻头
IDEAS有限动态工程分析系统
ONYX II 新一代优质切削齿
CFD 水力计算软件 i-Drill 钻井工程分析软件 DRS 钻井记录系统 ASE客户工程师服务…
DBOS钻头优选软件
•输入邻井的资料：测井 曲线原始数据，岩性录 井资料，地质分层资料 •计算出地层的三个最重 要属性：抗压强度，研 磨性，冲击性。
史密斯钻头与先进钻进 技术介绍
张小龙 李 卓
2012 4月26日
1
组织结构图
• 分区式的技术销售团队
• 专业化的产品工程师技术支持
2
常州新PDC工厂介绍
• 一线产品与国际化的质量标准
• 快速响应客户需求进行钻头改型与生产
• 本土钻头维修能力 • 可实行寄售模式 • 目前进展：
– Q1: 钻头在美国生产团队到位后下线
5
钻头和钻具组合改进
• 完善工作流程以提高钻 井系统设计
– 钻头设计 – 钻具弯曲受力分析 – 钻具屈服分析 – 粘卡建模 – 识别钻头回旋
• PTEC 中国中心将很快 开放
6
史密斯钻头产品线
• 牙轮钻头
– XR+系列铣齿钻头
4-1/2” – 36” 优化切削结构，进攻性强。
– GF系列双密封镶ห้องสมุดไป่ตู้钻头
Directional系列 PDC 钻头
Directional系列钻头是经史密斯IDEAS软件设计和认证
的定向系列钻头。
具有很强的造斜能力和定向响应能力，以及非常好的 工具面控制能力。
在钻进中产生的扭矩较小，可有效降低粘卡现象。 适应于配合定向马达、旋转导向工具（推向式和指向 式）进行定向应用。
• 1.对于大尺寸滚动轴承，史密斯采用了专利的对数外形的精密轴承，可非常均匀 地将受力分散到每个滚柱上面，与常规的圆柱形滚柱相比，能够很大地降低每 个接触面的受力，从而提高轴承承受钻压、转速的能力并提高轴承寿命。 • 2. 对于中小尺寸滑动轴承，史密斯采取了专利的Spinodal-2镀银轴承技术，在铜、 锡、镍合金套筒表面镀银，利用银的高延展性将牙轮内壳、套筒、轴颈三者的 滚动减缓为滑动；同时利用银的高导热性将摩擦产生的热量较快的导出，从而 达到了提高轴承寿命的效果。
DCS
MISWACO
• Downhole dynamic temperature simulation • Drilling Fluids design • RT Hydraulics/ECD Management • Swab / Surge modeling • Solids Control Design • Circulation valves
金刚石孕镶钻头
GHI 镶嵌式孕镶钻头
专为最坚硬和复杂岩性设计的KINETIC™ 孕镶金刚石 钻头
8 ½” K507QTBPXXC
孕镶钻头切削结构是由天然金刚
石砂、人造金刚石颗粒、碳化钨粉
末以及粘合剂（钴、镍等稀有金属） 浇注而成。
具有极高的耐久度和抗研磨性。 适应于最具挑战性的火成岩、致 密胶结砂岩、含砾石地层以及软硬 交错频繁冲击性强的地层。
• MEM (Mechanical Earth Model) • Offset well analysis and risk identification • Mud Properties optimization • Well path design and stability analysis • Casing Shoe placement • Field Structural Analysis • Well Placement modeling
– 短连接长度设计
• 增强钻具组合的导向能力
SHARC™系列PDC钻头
Smith High Abrasion Resistant Configuration
史密斯 高抗 研磨 配置 系列钻头
可选配置
• 刀翼 – 两种选项
– 所有刀翼均双排-研磨性极强 部分刀翼双排– 研磨性较强
设计理念
备用齿在同径向位置异步切削结构
专为最坚硬和复杂岩性设计的KINETIC™ 孕镶金刚石 钻头
高强度GHI齿
合金粘合剂. 碳化钨粉末 金刚石颗粒.
史密斯最新的孕镶钻头都镶嵌了最新的GHI加强齿，在每个刀翼纵向和横向均有镶嵌 和分布。GHI经过高温高压强化，金刚石颗粒粒径更大，耐久度更高，具有比刀翼上金刚 石更强的攻击性，有助于提高机械钻速并增加钻头寿命。
史密斯牙轮钻头轴承密封寿命曲线（双密封）
17-1/2” 牙轮钻头轴承密封可靠度曲线
12-1/4” 牙轮钻头轴承密封可靠度曲线
• 史密斯钻头轴承密封寿命居于业界领先地位。
史密斯牙轮钻头轴承密封寿命曲线
8-1/2” 牙轮钻头轴承密封可靠度曲线
6” 单密封牙轮钻头轴承密封可靠度曲线
• 小尺寸牙轮钻头的可靠度同样居于领先地位。
是唯一获奖的钻头公司
IDEAS™ –区别于传统钻头设计
IDEAS™ –钻井系统的基本要素
1. 2. 钻头 BHA钻具组合 (包括整个BHA组合的每部分工具)
3. 4.
5. 6.
钻柱 (整个钻柱的每部分工具) 井型及井眼轨迹
岩性 钻井参数
钻井系统的影响因素
钻井系统的基本要素影响以下5个主要因素:
沙特阿拉伯- 12.25” “616” 应用实例
MD616LPX 井名: MNIF- 679 钻进 2108’ @ 36 f/h 使用 Xceed Vortex RST 磨损评级: 1-8-RO-S/G-X-IN-WT-PR
MDSi616LPX 井名: MNIF- 790
钻进 3468’ @ 42 f/h 使用 Xceed Vortex RST 磨损评级: 1-3-WT-S-X-IN-ER-PR
– Q2-Q3: 月产量可达50只 – Q4: 支持泛亚太地区钻头需求
常州新PDC工厂介绍
PTEC- Petrol-Technical Engineering Center （斯伦贝谢石油工程技术中心）
• Well Trajectory • Target Assurance • Collision Avoidance • BHA and Drillstring Design • Drilling Risk Prevention, Mitigation and Alertness • Hydraulics Management • Documented Drilling Knowledge “know how” • Documented Lessons Learned and Knowledge Sharing • Drilling Dynamics Design • Drilling KPI and Benchmarks • Drill Bits selection • Drilling databases • iDrill studies • Jar placement • Drilling tools (Turbines, jars, stabilizers, reamers, fishing tools, etc) • Hydraulics
低 抗研磨性
• 根据碳化钨齿的 性质差异并依据 具体的应用需求， 优选适合的镶齿 种类。（基础材 料研究）
史密斯钻头固定刀翼钻头-PDC和孕镶金刚石
• Spear系列钢体钻头
专为泥页岩钻进设计的最新钻头系列。
• Sharc 系列双排齿钻头 • Directional 系列导向钻头
• Standard 系列标准钻头
• 该软件可在设计阶段准确地计算出钻头（扩眼器）所需的水眼及总截流面积。
IDEAS™ 模拟软件
唯一一个利用时间坐标，通过有 限元动态模拟（4维）实现：
动态建模 实时分析 准确预测 优化整个钻井系统的动态工程分 析系统
行业认可
2009 年3 月， IDEAS 技术获得 了 “2009 工业创新特殊贡献 奖”
D&M
SMITH
• 针对客户的特殊需求，斯伦贝谢来自不同领域的专 家在同一个平台上协同攻关研究提出解决方案。
• Comprehensive surface data capture and event monitoring • Lithology identification through cuttings sampling • RT mud weight optimization while drilling for PP/wellbore stability • RT monitoring of drilling parameters to help optimize hole cleaning, and overall drilling performance.
史密斯牙轮钻头优势- 双密封
• 主密封
W-122 (抗磨层）
W-122
(抗磨层）
辅密封
主密封
• 辅密封
PBIHNBR3 (Kevlar 纤维材料)
401 (增能橡胶）
W-122 (抗磨层)
高耐磨 层
增能橡 胶层
401 (增能橡胶)
史密斯钻头产品优势- 轴承
1. 大尺寸滚动轴承示意图
2. 中小尺寸滑动轴承示意图
高抗研磨地层专属钻头系列。
配合马达及旋转导向的钻头系列。
标准PDC钻头系列。
• Kinetic系列孕镶金刚石钻头
为最硬和难打地层设计的钻头系列。
SPEAR™ PDC 钻头-泥页岩地层的专属产品
• 专利技术支撑的品质保证
– 独特的钢体结构
• 既窄又高的刀翼设计 • 有效促进岩屑的返排
– 特殊的切削面接触设计
• 中突的刨面流线
• 平直的刀翼形状
• 有效提升钻进效率
• 有效增强了钻头的操控性
– 短连接长度设计
• 增强钻具组合的导向能力
SPEAR™ PDC 钻头-泥页岩地层的专属产品
• 专利技术支撑的品质保证
– 切削齿特点
• 采用特殊分布的小尺寸切削 齿（11-13mm） • 防碰齿“M”技术 • 低粘卡和稳定的工具面控制
转动…
“x” “x”
俯视图 (SHARC 切削齿在同一 径向位置)
侧视图 (切削齿接触地层情况)
剖面图 (切削齿接触地层情况)
“X” = SHARC备用齿与主切削齿之间的高度差
注：X=0时主切削齿 SHARC 可作为一种简单配置的形式被添加到任意钻头上 和备用齿同时切削地 层，称同步切削结构。
高度差取决于钻头的应用，主要考虑以下几个方面： 磨损情况以及对机械钻速的需求
史密斯涡轮钻井技术 – 与马达钻具对比
• 更加平滑的高质量井眼
• 更加强劲与持续的动力输出
• 更加稳定的定向工具面控制能力
SMITH新技术新产品介绍
Smith Bits, A Schlumberger Company
史密斯钻头新技术系列
DBOS钻头优选软件
Yield Point水力优化软件
•根据地层的特点，依据 史密斯钻头对应的型号 初步优选出相应的钻头 和保护特征。 •更多功能：单井完钻后 DBOS对比分析；区块 DBOS连层对比…
Yield Point 水力参数优化软件
• 输入需优化井的泵及钻机能力，设计排量，泥浆密度，BHA，套管结构信息；
• 软件可计算出不同的水眼尺寸组合所产生的钻柱及环空内的液体流态，以及产 生的立压。
– XR系列小井眼钻头 – FH系列标准钻头
8-3/8” – 26” 专利双密封，长寿命。
3-3/4” – 6-3/4” 小尺寸高强度和进攻性。
7-7/8” – 12-1/4” 常规系列，性价比高。
史密斯牙轮钻头优势- 双密封
辅密封
主密封 • 主密封- 保护牙轮轴承润滑系统；
• 辅密封- 保护主密封。
史密斯铣齿钻头硬质合金涂层
史密斯最新研发的MIC2硬质合金涂层材料，与上一代的HM16材料相比有了 极大的提高：低压力情况下抗研磨能力提高了10%，高压力情况下抗研磨 能力提高了20%，抗冲击破坏的能力提高了27%。
史密斯钻头产品优势- 牙齿技术
高
粗晶(高抗冲击/低抗研磨)
抗冲击性
中等
细晶 (高抗研磨/低抗冲击)
Standard系列 PDC 钻头
常规标准钻头系列。 胎体、外型、切削齿、制造工艺均在不断提升和进步，
满足一般情况下对钻进的需要。
经过IDEAS认证的钻头具有更好的适用性。 兼顾了进攻性与耐久度，是油田钻井的主力钻头。
专为最坚硬和复杂岩性设计的KINETIC™ 孕镶金刚石 钻头
天然金刚石钻头
IDEAS有限动态工程分析系统
ONYX II 新一代优质切削齿
CFD 水力计算软件 i-Drill 钻井工程分析软件 DRS 钻井记录系统 ASE客户工程师服务…
DBOS钻头优选软件
•输入邻井的资料：测井 曲线原始数据，岩性录 井资料，地质分层资料 •计算出地层的三个最重 要属性：抗压强度，研 磨性，冲击性。
史密斯钻头与先进钻进 技术介绍
张小龙 李 卓
2012 4月26日
1
组织结构图
• 分区式的技术销售团队
• 专业化的产品工程师技术支持
2
常州新PDC工厂介绍
• 一线产品与国际化的质量标准
• 快速响应客户需求进行钻头改型与生产
• 本土钻头维修能力 • 可实行寄售模式 • 目前进展：
– Q1: 钻头在美国生产团队到位后下线
5
钻头和钻具组合改进
• 完善工作流程以提高钻 井系统设计
– 钻头设计 – 钻具弯曲受力分析 – 钻具屈服分析 – 粘卡建模 – 识别钻头回旋
• PTEC 中国中心将很快 开放
6
史密斯钻头产品线
• 牙轮钻头
– XR+系列铣齿钻头
4-1/2” – 36” 优化切削结构，进攻性强。
– GF系列双密封镶ห้องสมุดไป่ตู้钻头
Directional系列 PDC 钻头
Directional系列钻头是经史密斯IDEAS软件设计和认证
的定向系列钻头。
具有很强的造斜能力和定向响应能力，以及非常好的 工具面控制能力。
在钻进中产生的扭矩较小，可有效降低粘卡现象。 适应于配合定向马达、旋转导向工具（推向式和指向 式）进行定向应用。
• 1.对于大尺寸滚动轴承，史密斯采用了专利的对数外形的精密轴承，可非常均匀 地将受力分散到每个滚柱上面，与常规的圆柱形滚柱相比，能够很大地降低每 个接触面的受力，从而提高轴承承受钻压、转速的能力并提高轴承寿命。 • 2. 对于中小尺寸滑动轴承，史密斯采取了专利的Spinodal-2镀银轴承技术，在铜、 锡、镍合金套筒表面镀银，利用银的高延展性将牙轮内壳、套筒、轴颈三者的 滚动减缓为滑动；同时利用银的高导热性将摩擦产生的热量较快的导出，从而 达到了提高轴承寿命的效果。
DCS
MISWACO
• Downhole dynamic temperature simulation • Drilling Fluids design • RT Hydraulics/ECD Management • Swab / Surge modeling • Solids Control Design • Circulation valves
金刚石孕镶钻头
GHI 镶嵌式孕镶钻头
专为最坚硬和复杂岩性设计的KINETIC™ 孕镶金刚石 钻头
8 ½” K507QTBPXXC
孕镶钻头切削结构是由天然金刚
石砂、人造金刚石颗粒、碳化钨粉
末以及粘合剂（钴、镍等稀有金属） 浇注而成。
具有极高的耐久度和抗研磨性。 适应于最具挑战性的火成岩、致 密胶结砂岩、含砾石地层以及软硬 交错频繁冲击性强的地层。
• MEM (Mechanical Earth Model) • Offset well analysis and risk identification • Mud Properties optimization • Well path design and stability analysis • Casing Shoe placement • Field Structural Analysis • Well Placement modeling
– 短连接长度设计
• 增强钻具组合的导向能力
SHARC™系列PDC钻头
Smith High Abrasion Resistant Configuration
史密斯 高抗 研磨 配置 系列钻头
可选配置
• 刀翼 – 两种选项
– 所有刀翼均双排-研磨性极强 部分刀翼双排– 研磨性较强
设计理念
备用齿在同径向位置异步切削结构
专为最坚硬和复杂岩性设计的KINETIC™ 孕镶金刚石 钻头
高强度GHI齿
合金粘合剂. 碳化钨粉末 金刚石颗粒.
史密斯最新的孕镶钻头都镶嵌了最新的GHI加强齿，在每个刀翼纵向和横向均有镶嵌 和分布。GHI经过高温高压强化，金刚石颗粒粒径更大，耐久度更高，具有比刀翼上金刚 石更强的攻击性，有助于提高机械钻速并增加钻头寿命。
史密斯牙轮钻头轴承密封寿命曲线（双密封）
17-1/2” 牙轮钻头轴承密封可靠度曲线
12-1/4” 牙轮钻头轴承密封可靠度曲线
• 史密斯钻头轴承密封寿命居于业界领先地位。
史密斯牙轮钻头轴承密封寿命曲线
8-1/2” 牙轮钻头轴承密封可靠度曲线
6” 单密封牙轮钻头轴承密封可靠度曲线
• 小尺寸牙轮钻头的可靠度同样居于领先地位。
是唯一获奖的钻头公司
IDEAS™ –区别于传统钻头设计
IDEAS™ –钻井系统的基本要素
1. 2. 钻头 BHA钻具组合 (包括整个BHA组合的每部分工具)
3. 4.
5. 6.
钻柱 (整个钻柱的每部分工具) 井型及井眼轨迹
岩性 钻井参数
钻井系统的影响因素
钻井系统的基本要素影响以下5个主要因素:
沙特阿拉伯- 12.25” “616” 应用实例
MD616LPX 井名: MNIF- 679 钻进 2108’ @ 36 f/h 使用 Xceed Vortex RST 磨损评级: 1-8-RO-S/G-X-IN-WT-PR
MDSi616LPX 井名: MNIF- 790
钻进 3468’ @ 42 f/h 使用 Xceed Vortex RST 磨损评级: 1-3-WT-S-X-IN-ER-PR