NOV井下公司

    使用钻头和钻柱扩眼器进行钻井的挑战是在非均质地层中进行钻进，原因是钻头和扩眼器常常处在不同的地层中，从而会造成加在钻头和扩眼器上的钻压和扭矩不稳定，除了此类侧向和扭转振动方面的挑战以外，在深水钻井中的钻机安装也颇为不易，所以正确的选择钻头和扩眼器就显得格外重要。

    具体的挑战体现在当遇到较硬地层或夹层时钻头和扩眼器切削结构的过渡方面，例如，当钻头已进入硬地层而扩眼器却仍在较软地层中时，在地面上所显示的主要钻压实际上是加在钻头上的钻压；同样，大多数扭矩也是由钻头所产生的。当钻头开始在硬地层中钻进时，切削力会迅速变化，极易产生侧向振动。如果钻头上的扭矩增加很大的话，还会引发粘滑现象。

    随着钻进的继续，扩眼器进入较硬地层，施加到扩眼器上的钻压和扭矩会增加，相反，钻头上的扭矩和钻压则会减小，随着扩眼器切削结构进入抗压强度较大的岩层，扩眼器处的侧向振动将会增加，同样，扩眼器处的扭转振动（或粘滑现象）也会加大。

    当钻头处在较软地层而扩眼器处在较硬地层时会出现最为糟糕的情况，此时，大多数钻压都由扩眼器所承受，且大多数扭矩也将由扩眼器所产生，所以在扩眼器处常常会发生侧向振动或回旋现象，另外，扩眼器处扭矩的突然增大还会引发粘滑现象，此时钻头上的钻压会很小，有时几乎就是悬挂在扩眼器下方，这种现象往往会导致很低的切削深度并使钻头产生极度回旋现象。

    所以，选择侧向稳定性好的钻头和扩眼器是很重要的，使钻头和扩眼器之间的进攻性相互匹配以减小钻头与扩眼器之间钻压和扭矩振动的幅度也同样重要，尤其是当所钻地层为夹层地层时更为如此。

    为了解决这一问题，NOV（国民油井）井下公司特地开发了SystemMatcher钻头/扩眼器选型软件以便优化钻头和扩眼器进攻性以及稳定性之间的匹配。首先从数据库中选取Anderreamer工具的类型，并输入地层强度的可变性以及特定钻井应用所期望的转速（RPM）和机械钻速（ROP）范围，在此基础上，SystemMatcher便会应用逻辑表来描述钻头和Anderreamer工具的稳定性和进攻性以使钻头与所选的扩眼器相匹配。

    在墨西哥湾，里德•海卡洛格公司的14¾英寸7刀翼装有16mm直径PDC齿的钻头被选择与14½英寸x16½英寸的Anderreamer扩眼器一同使用，所钻井段完全符合定向井要求，且钻进时的扭转和侧向振动非常低，钻头和扩眼器的钝化状态显示磨损很小且没有发生冲击损坏。

    在另一口井中，一家作业商用一种12¼英寸x 14½英寸的液压Anderreamer扩眼器与 NOV里德•海卡洛格公司的12 ¼英寸MSR813S钻头一同使用，该组合很顺利的钻完了整个井段，钻进过程中振动非常小，没有发生钻具失效，且满足了全部定向目标的要求