鉆速提升19.7%，壽命提高3.88倍，節(jié)約鉆井費(fèi)用約105萬(wàn)元

    7月29日，記者從中原油田博士后科研工作站獲悉，世界上首只擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的仿生石油鉆頭在元壩103井須家河組巖層試驗(yàn)成功。

    統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，這只Φ241.3毫米孕鑲金剛石鉆頭平均機(jī)械鉆速0.77米/小時(shí)，進(jìn)尺16.1米，與同井、同地層相鄰牙輪鉆頭相比，鉆速提升19.7%，壽命提高3.88倍。僅此一只鉆頭在一口井上使用，就可為油田節(jié)約鉆井費(fèi)用約105萬(wàn)元。

    從仿生工程學(xué)的角度出發(fā)，研制出的新型孕鑲金剛石鉆頭——仿生石油鉆頭，為油氣井堅(jiān)硬和強(qiáng)研磨性地層鉆井提供了一種有效的破巖新技術(shù)。

    為加快川東北地區(qū)油氣勘探開(kāi)發(fā)的進(jìn)程，解決須家河組地層的鉆速慢和鉆頭壽命短等技術(shù)難題，2006年底，中原油田博士后科研工作站博士高科開(kāi)始立項(xiàng)研究，試圖從自然界土壤動(dòng)物中尋求解決問(wèn)題的辦法。

    經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，蜣螂具有非光滑體表形態(tài)，具有減阻、耐磨和脫附的功能；達(dá)烏爾鼠的爪趾具有高效破土和耐磨的功能。土壤動(dòng)物的皮膚和爪趾在磨損或蛻皮后仍能繼續(xù)生長(zhǎng)的自再生機(jī)能給了他很大啟發(fā)。

    他把仿生非光滑理論和自再生理念應(yīng)用到破巖鉆頭中，經(jīng)過(guò)對(duì)川東北地區(qū)須家河組巖性特征的深入研究，有針對(duì)性地進(jìn)行仿生鉆頭研制。歷經(jīng)兩年多的刻苦鉆研，高科博士及其所帶領(lǐng)的科研團(tuán)隊(duì)于2009年6月成功研制出了Φ241.3毫米仿生石油鉆頭。

    “研制出的第一只仿生鉆頭就取得較好效果，這給我及我?guī)ьI(lǐng)的團(tuán)隊(duì)增添了很大的信心和勇氣。相信在不久的將來(lái)，我們研制的仿生石油鉆頭一定會(huì)為解決全國(guó)乃至世界堅(jiān)硬和強(qiáng)研磨性地層鉆進(jìn)難題作出貢獻(xiàn)。”高科博士告訴記者。

    “仿生鉆頭就是好，鉆速快，壽命長(zhǎng)，我們很愿意使用。建議優(yōu)化改進(jìn)鉆頭結(jié)構(gòu)后繼續(xù)到我們井隊(duì)進(jìn)行試驗(yàn)。”承鉆元壩103井的中原油田西南鉆井公司90102鉆井隊(duì)平臺(tái)經(jīng)理魏士軍滿意地說(shuō)。之前，90102鉆井隊(duì)在該地層嘗試使用過(guò)很多只國(guó)內(nèi)外知名廠家生產(chǎn)的孕鑲金剛石鉆頭和PDC鉆頭，其機(jī)械鉆速和鉆頭壽命均不如牙輪鉆頭，他們對(duì)仿生鉆頭也沒(méi)抱多大希望。然而，在事實(shí)面前，他們改變了看法，并且對(duì)改進(jìn)后的仿生鉆頭充滿了期望。

    目前，高科博士帶領(lǐng)科研團(tuán)隊(duì)，同時(shí)邀請(qǐng)有關(guān)專家，正在緊張、細(xì)致、全面地對(duì)鉆頭進(jìn)行診斷、分析，以期研制出結(jié)構(gòu)更加合理、性能更好的仿生石油鉆頭，為油田各區(qū)塊開(kāi)發(fā)提速貢獻(xiàn)力量。