智能钻头技术研究与应用探索

黄哲，吴仲华，李成，耿应春，李绪锋，燕修良，曹继飞 （中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院； 中国石化超深井钻井工程技术重点实验室）

摘要：实际钻井过程中，在多主频、多维度、多振幅复合的六自由度复杂振动作用下，极易引发井下钻具疲劳损坏与岩石重复破碎，钻井工程在效率、安全、效益和质量层面面临着严峻挑战。作为破岩钻进的直接执行机构， 钻头动力学响应是钻进参数、地质特性、钻具结构数据关系的直接体现。开展钻头位置数据采集与融合挖掘，是统筹钻进效率、经济效益、风险控制关系，针对性开展提速增效工具改进与钻井参数优化的根本需要。智能钻头技术是解决上述问题的重要手段。由此对智能钻头技术硬件研发与数据分析过程中的部分关键问题进行了探索，针对性地提出了中心式模块应力测量的刚性连接方案，设计了运动测量的棱柱式阵列构型及数据推算方法，开展了模块结构水力学优化；研制智能钻头样机， 基于实测数据开展了BHA井下听诊与钻井参数优化应用探索；开展现场应用测试５井次、累计入井超140h，工艺与方法可靠、有效。

关键词：智能钻头；传感器阵列；井下听诊；优化钻井；多智体决策