ICS 75. 020 E13 备案号：37493-2012
SY
中华人民共和国石油天然气行业标准
SY/T5415-2012 代替SY/T5415—2003
钻头使用基本规则和磨损评定方法
Use and dull grading system of bits
2012-08-23发布
2012-12-01实施
国家能源局 发布 SY/T 5415--2012
目 次
前言范围规范性引用文件
1
1
2
3 术语和定义 4钻头使用基本规则
钻头磨损评定方法参考文献
5 SY/T 5415—2012
前言
本标准按照GB/T1.1一2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》给出的规则起草。
本标准代替SY/T5415-2003《钻头使用基本规则和磨损评定方法》。与SY/T5415-2003相比主要技术变化如下：
删除了SY/T5415一2003中钻头使用基本规则部分中金刚石钻头钻压图、金刚石取心钻头钻压图及金刚石钻头排量值图（见SY/T5415-2003中的图1、图2、图3）：增加了牙轮钻头、金刚石钻头“内排齿”和“外排齿”等定义（见第3章）；细化了“钻头使用基本规则”（见第4章）；增加了“起钻原因”的内容（见表7）： -增加了牙轮钻头“非密封轴承旷动值测定”方法（见5.2.2）；删除了SY/T5415-2003中的附录A、附录B。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。 本标准由石油钻井工程专业标准化委员会提出并归口。 本标准起草单位：胜利石油管理局钻井工艺研究院。 本标准主要起草人：解巧云、王福修。 本标准代替了SY/T5415-2003。 SY/T5415-2003的历次版本发布情况为：
-SY/T5415---1991: SY/T6050--1994
I SY/T 5415--2012
钻头使用基本规则和磨损评定方法
1范围
本标准规定了钻头使用基本规则和磨损评定及测定方法。 本标准适用于石油天然气全面钻进钻头和取心钻头。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件。仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
SY/T5164三牙轮钻头 SY/T5217 金刚石钻头及金刚石取心钻头 SY/T5234 优选参数钻井基本方法及应用
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
内排齿 inner rows 金刚石钻头内排齿，是指从钻头中心至钻头2/3半径区域内的切削齿。牙轮钻头内排齿，是指非
接触井壁的切削齿。 3.2
外排齿outterrows 金刚石钻头外排齿是指钻头外侧1/3半径区域内的切削齿。牙轮钻头外排齿是指接触井壁的切
削齿。 3.3
牙轮钻头1号轮、2号轮、3号轮rollercone#1，cone#2，cone#3 牙轮钻头1号轮，是指含有最靠近钻头中心切削齿的牙轮；2号轮、3号轮是指观察者朝向牙轮
钻头工作端面，1号轮起，顺时针方向顺次为2号轮、3号轮。
4钻头使用基本规则
4.1 钻头选择 4.1.13 结合邻井地质、钻头使用资料和钻井工艺综合分析，优选钻头。 4.1.2牙轮钻头根据SY/T5164和SY/T5234进行选择，并参考表1进行。 4.1.3金刚石钻头及金刚石取心钻头根据SY/T5217和SY/T5234进行选择，并参考表1进行。 4.1.4根据地层岩性选择钻头。 4.1.5 根据钻井工艺选择钻头。
1 SY/T 5415--2012
表1 钻头类型与地层级别对应关系表 I～Ⅲ
地层级别地层级值国际地层分类
IⅢ~IV 3~<4 软
IV~VI 4~<6 6~<8 8≤~<10 软一中
V~M
~X
>X ≥10 超硬 EH
<3 黏软 sS
中一硬 M-H 2 - 3 2- 4 3 - 1 3 - 2 6-1 6- 2 6-3 6-4 3-1 3- 2 3 3 6-3 7-1
硬 H
s
S-M 1- 3 1 - 4 2-1 2 - 2 5-1 5 - 2 5- 3 5-4 2.2 2-3
3 3 3-4 7 - 1 7 - 2 7 ~ 3 7- 4 4-2 4-3
铣齿钻头
1-1
1-2
IADC" 钻头分类
8-1 8-2 8-3 8-4
4-1 4-2 4 - 3
镶齿钻头
4-4
1-1 1-2
PDC钻头
SY/T5217 钻头分类 天然金刚石
7 ~ 2 7 3 8-1
8-2 8-3 8-4
6-1 6-2
钻头和TSP
钻头
注：金刚石钻头及金刚石取心钻头分类依据SY/T5217的规定。 IADC为国际钻井承包商协会（International Associationof Driling Contractors）的英文缩写。 PDC钻头为聚晶金刚石复合片钻头。 ：TSP钻头为热稳定聚晶金刚石钻头。
4.2上卸钻头 4.2.1 检查钻头连接螺纹有无损伤。 4.2.2 清理钻头连接螺纹并涂抹螺纹密封脂。 4.2.3 上卸钻头使用卸扣器。 4.2.4 上扣扭矩符合生产厂家推荐值。 4.3下钻 4.3.1 钻头缓慢通过转盘、防喷器。 4.3.2 钻头通过井眼中的套管鞋、台阶、高井眼曲率、缩径段时，放慢下钻速度。 4.3.3若遇阻划眼，采用低转速低钻压和较大的流量划眼。 4.3.4下最后一个单根时，宜缓慢开泵，逐渐加大排量，低转速缓慢下放，冲洗井底。 4.4 井底造型/磨合 4.4.1 当钻头接近井底，观察显示仪表。钻压和扭矩增加时，表明钻头已经到达井底。 4.4.2 以低于每毫米钻头直径90N的钻压，进行井底造型0.5m以上。造型过程中，不宜急于增加钻压，以免损坏钻头。 4.4.3 井底造型完成后，应及时调整钻井参数以获得最佳钻井参数组合。 SY/T5415--2012
4.5钻进 4.5.14 钻进中加压应均勾，匀速下放钻具：避免出现溜钻。 4.5.2在正常钻进期间，应对钻进情况进行观察与分析，判断井下情况，并采取相应的技术措施。 4.5.33 若出现异常情况，应及时修正钻头的使用寿命。 4.6 起出钻头 4.6.1 正常情况下，根据邻井资料初步确定新钻头下井的使用寿命。 4.6.2 若出现以下异常情况等，考虑起出钻头：
a) 钻进中泵压变化，地面未发现原因。 b) 顿钻、溜钻。 c) 处理井下事故，钻头在深井高温高压下长时间浸泡
4.6.3 钻头起至复杂井段，应采用低速上提。
钻头磨损评定方法
5
5.19 钻头磨损分级
用字母及数字混合代码来记录钻头切削结构、轴承/密封、直径及起钻原因等8项内容，综合反映钻头使用后的磨损情况。见表2。
表2钻头磨损分级
轴承B 直径G 轴承/密封
说明
切削结构外排齿
直径 其他磨损特征起钻原因 G (mm)
内排齿
磨损特征
位置 L ④
D ?
0 ?
R ?
0 ②
B ?
T
@
5.1.1内排齿I 5.1.1.1 钢齿牙轮钻头切削齿磨损：以切削齿磨损、折断的高度与新齿高度比值的8倍作为分级依据。按公式（1）计算：
8(H. -H)
(1)
CrE
H.
式中： C 一钻头切削齿磨损比值： Hu -新钻头切削齿平均高度，单位为毫米（mm）；
-旧钻头切削齿磨损、折断后的平均高度：单位为毫米（mm）。 根据计算结果，钢齿牙轮钻头切削齿磨损分级见表3。
H-
5.1.1.2镶齿牙轮钻头和金刚石钻头切削齿磨损：以旧钻头上崩齿、断齿、掉齿及PDC齿脱层的总数与新钻头总齿数比值的8倍，以及其余齿磨损高度与新齿高度比值的8倍，作为分级依据。按公式（2）计算：
8N 8(N, -N)(H., - H)
(2)
C2 =
No
N..H.
3 SY/T 5415--2012
式中： C钻头切削齿磨损比值； N-—旧钻头上崩齿、断齿、掉齿及PDC齿脱层的总数，单位为个； N.- 一新钻头总齿数，单位为个； H-旧钻头切削齿磨损后的平均高度，单位为毫米（mm）； H,- 一新钻头切削齿平均高度，单位为毫米（mm）。
一
5.1.1.3 根据公式（1）或公式（2）计算结果，切削齿磨损分级见表3。
表3 切削齿磨损分级
齿磨损比值 C,或C2 齿磨损分级注：表中（0，1]，表示齿磨损比值0 (0,1) (1. 2) (2.37 (3,4] (4.5) (5,6] (6,7] (7 8)
(
2
0
C
3
4
5
T
8
构全磨损，以此类推。
5.1.1.4 表2中①处记录钻头内排齿磨损级值0～8。 5.1.2外排齿0 5.1.2.1 磨损级值计算同内排齿。 5.1.2.2表2中②处记录钻头外排齿磨损级值0～8。 5.1.3磨损特征D 5.1.3.1 磨损特征是指钻头使用后切削结构上发生的影响钻头使用性能的明显变化，用字母表示的代码记录。 5.1.3.2表2中③处只需记录钻头切削结构磨损特征中最严重的项。钻头磨损特征代码及其含义见表4。
表4磨损特征
序号 特征代码
英文全称
磨损特征
备注
BC Broken Cone BF Bond Failure BT Broken Teeth/Cutters BU Balled Up Bit CC Cracked Cone CD Cone Dragged CI Cone Interference CR Cored CT Chipped Teeth/Cutters ER Erosion FC Flat Crested Wear HC Heat Checking
牙轮破裂切削齿联结失效断齿钻头泥包牙轮裂纹牙轮卡死牙轮干涉钻头心部磨凹切削齿碎裂切削齿和基体冲蚀齿顶磨平热裂纹
1 2 3
牙轮钻头磨损特征金刚石钻头磨损特征
4
5
牙轮钻头磨损特征牙轮钻头磨损特征牙轮钻头磨损特征
6 7 8 9 10 11 12 4
牙轮钻头磨损特征 SY/T5415--2012
表4（续）
序号 特征代码
英文全称
磨损特征
备注
JD Junk Damage LC Lost Cone LN Lost Nozzle LT Lost Teeth/Cutters NO No Dull Characteristic NR Not Rerunnable OC Off Center Wear PB Pinched Bit PN Plugged Nozzle/Flow Passage 喷嘴堵塞 RG Rounded Gage
13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29
落物损坏掉牙轮掉喷嘴掉齿无主要或其他磨损特征不应再用偏心磨损钻头受挤
牙轮钻头磨损特征
保径面磨圆钻头环磨可再用掌尖损坏自锐磨损轨迹磨损钻头焊缝冲蚀切削齿磨损
牙轮钻头磨损特征金刚石钻头磨损特征
RO Ring Out RR Rerunnable SD Shirtail Damage ss Self Sharpening Wear TR Tracking WO Washed Out Bit WT Worn Teeth/Cutters
牙轮钻头磨损特征牙轮钻头磨损特征牙轮钻头磨损特征牙轮钻头磨损特征
5.1.4 位置L
5.1.4.1 切削结构磨损特征位置用字母或数字表示的代码记录。位置代码及其含义见表5。
表5切削结构磨损特征位置
钻头类型 位置代码 英文全称 位置 钻头类型 位置代码 英文全称
位置内锥鼻部外锥肩部保径全部
Cone#1 1号轮 Cone#2 2号轮 Cone#3 3号轮
c
1 2 3 N M Middle Row 中排齿 G
Cone Nose Taper Shoulder Gage All Areas
T
牙轮钻头
顶排齿 金刚石钻头 s
Nose Row
C
Gage Row 外排齿 All Row
A
全部
A
5.1.4.2 表2中④处记录切削结构主要磨损特征的位置。 5.1.5 轴承/密封B
5.1.5.1 非密封轴承
用数字0～8表示轴承寿命使用程度，0表示新轴承：1表示使用时间达到轴承寿命的1/8，以此
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