钻头相关参数部位名称
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鑽頭各部位名稱一般鑽頭是由鑽柄、鑽身及鑽題等三個主要部份所組成。
鑽柄為夾持或帶動鑽頭的部位,由鑽頸、柄及鑽根等所組成。
鑽身由鑽槽(flute)、鑽邊(margin)、鑽身間隙及鑽腹(web)所組成。
鑽頂由靜點(chisel edge)、鑽唇(切邊)(lip)及鑽唇間隙角(lip clearance)所組成,圖1.1為鑽頭各部位名稱。
1.鑽頂角鑽頭兩切削邊所夾之角度。
對於鑽頭中心而言,兩切邊各與中心線所夾成之角度應相同。
若兩夾角不同,則如圖1.2所示,切削時鑽頭切邊易崩裂且鑽削時,引起搖動現象。
鑽頂角是否適當,影響鑽頭性能極大,其角度之大小視所鑽之工件材料而定。
一般鑽削軟鋼、黃銅及多數之金屬材料均採用118°,若鑽削較軟之材料則小於118°,反之較硬之工件材料則大於118°。
圖1.3為鑽頂角度對工作之影響。
如圖1.3所示,在相同直徑、材料、鑽削速度及進刀量之鑽頭,其鑽頂角度不同時,切削狀況之比較。
鑽頂角140°之鑽頭,設其屋屑邊長為W1,切屑厚度為T1。
鑽頂角80°之鑽頭,設其切屑邊長為W2,切屑厚度為T2,則由圖可知T1>T2,即鑽頂角140°所鑽削出之屑較80°者厚。
鑽屑厚者,每鑽除單位體積材料所須之能量較鑽屑薄者為少,因此對硬金屬之切削時,應選用較大的鑽頂角較為力。
圖中可知W1<W2,因此W2有較長之磨損邊緣,每單位長度上切削力可降低。
鑽頂角80°之偶角為140°,鑽頂角140°之偶角為110°。
故鑽頂角80°之鑽頭可使切邊在偶角部有較大之磨耗抵抗,因此對軟金屬或塑膠之鑽孔加工,宜採較小之鑽頂角。
如圖1.4所示,在各種加工條件相同下,因鑽削之厚度T1>Y2>T3, 即作用於鑽頭之垂直切削力V3>V2>V1。
因軸方向之分力(進刀力)H1>H2>H3。
钻机配件技术参数一、主机参数:1.功率:主机的功率是指钻机发动机的额定功率,单位通常为千瓦(kW)。
2. 转速:主机转速一般以每分钟转数(r/min)为单位,可以是连续变速或多档固定。
转速直接关系到钻机的钻进速度和效率。
3.压力:主机的液压系统工作压力,一般为兆帕(MPa)。
液压系统工作压力越高,可以提供更大的扭矩和力矩,适应更复杂的钻进工况。
二、钻头参数:1. 直径:钻头直径是指钻头刃部最大直径,单位通常为毫米(mm)。
钻头直径决定了井眼的尺寸,直径越大,可钻取更粗的井眼。
2.钻速:钻速是指钻头在单位时间内钻进的深度,单位为米/小时(m/h)。
钻速受转速和井岩性质等因素影响,一般会凭借经验进行调整。
3.钻头类型:钻头根据工作原理和刃部结构可以分为钻头、锚齿钻头、牙轮钻头、钢牙钻头等。
不同类型的钻头适用于不同的工况。
三、钻管参数:1. 直径:钻管直径是指钻杆外径,单位通常为毫米(mm)。
钻杆直径决定了井眼的尺寸,直径越大,可钻取更粗的井眼。
2.长度:钻管长度是指单根钻管的长度,单位通常为米(m)。
钻杆的长度决定了井深的可控范围。
3. 规格:钻管规格一般指钻杆的壁厚和类型,例如,Q series(DQ,DP,ZZ,ACYTY,)等,不同规格的钻杆适用于不同的工况。
四、钳具参数:1.夹紧力:钳具的夹紧力是指夹紧装置的最大夹紧力,单位通常为千牛(kN)。
夹紧力越大,可以提供更大的钻具牢固度和稳定性。
2. 直径范围:钳具直径范围是指钳具能够夹紧的钻具直径范围,单位通常为毫米(mm)。
直径范围决定了钳具的适用范围。
五、顶驱(或吊卡)参数:1.承载能力:顶驱(或吊卡)的承载能力是指能够承受的最大重力荷载和扭矩荷载,单位通常为千牛(kN)和千牛·米(kN·m)。
2.行程:顶驱(或吊卡)的行程是指顶驱(或吊卡)的上下移动距离,单位通常为米(m)。
六、钻柱参数:1.长度:钻柱长度是指钻柱的整体长度,包括了各个组件的长度,单位通常为米(m)。
一、牙轮钻头1、结构1)钻头的结构特点三牙轮钻头是由牙掌、牙轮、轴承、锁紧元件、储油密封系统、切削齿和流道喷嘴水力结构等二十多种零部件组成。
2、工作原理1)钻头的公转钻头的公转速度就是转盘或井下动力钻具的旋转速度。
钻头公转时,牙轮也绕钻头轴线旋转,牙轮上各排牙齿绕钻头轴线旋转的线速度不同,外排齿的线速度最大。
2)钻头的自转钻头旋转时,牙轮绕牙掌轴线作反时针旋转的运动叫自转。
牙轮的自转速度决定于钻头的公转转速,并与牙齿对井底的作用有关,是岩石对牙齿的吃入破碎作用产生阻力作用的结果。
3)钻头的纵振(轴向振动)冲击压碎作用轮心位置的变化使钻头沿轴向作上下往复运动,就是钻头的纵向振动,它与牙齿的齿高、齿距等钻头结构参数及岩性有关。
软地层振幅小,硬地层振幅大。
振动频率与齿数和牙轮转速成正比。
4)钻头的滑动剪切破碎作用破碎不同类型的岩石,要求钻头有不同的滑动量,滑动量由钻头结构参数决定。
软地层钻头滑动量大,硬地层应尽量小或不滑动。
3、江钻牙轮钻头表示方法江钻三牙轮钻头型号由四部分组成:钻头直径代号钻头系列代号钻头分类号钻头附加结构特征代号示例:8 1/2MD517X8 1/2:钻头直径8.5英寸(215.9mm)MD:高速马达钻头系列代号517:适合低抗压强度和高可钻性地层的镶齿钻头X:主切削齿为凸顶楔形齿1)钻头直径代号:用数字(整数或分数)表示,单位一般为英寸。
2)钻头系列代号:对于三牙轮钻头,按其适用功能、轴承及密封结构主要特征等方面,分为13个标准系列。
钻头应用表配套系统——轴承和性能3)三牙轮钻头分类号、江钻牙轮钻头与IADC编码对应表和钻头类型与地层级别对应关系表:分类号采用SPE/IADC 23937的规定,由三位数字组成,首位数为切削结构类别及地层系列号,第二位为地层分级号,末位数为钻头结构特征代号。
4)钻头附加结构特征代号:为了满足钻井及地层的某些特殊需要,钻头需改进或加强时,则在分类号后加附加结构特征。
全方位解剖钻头钻头的名称专业名称①螺旋角γ:不同型号角度不同,一般10°~40°。
②刃带:主要起导向和挤压的作用。
③刀背:介于刃带与槽之间的部位,但比刃带低,减小且切削力(摩擦力)。
④排屑槽表面:有时是前刀面,切屑流经的面。
⑤钻尖角:刃带与切削刃的交点。
钻头的角度⑥主切削刃:两个主切削刃的夹角为顶角б,真正的切削部位。
⑦后刀面:形成后角α的面。
⑧横刃:连接两个切削楔的部分,它承担50%的切削力(轴向)。
⑨刀背间隙:减少钻头和工件之间的摩擦力。
⑩排屑槽:较大空间,利于排屑。
孔口缺口和毛刺问题?通过减小钻尖角使钻尖顶住工件的宽度和高度进行改善。
较小的钻尖角118°1、径向分力,径向稳定性差。
2、轴向力小。
3、非延展性材料,减小崩碎。
较大的钻尖角135°~140°1、轴向分离大,径向稳定性好。
2、更大的进给能力。
3、软粘性材料,减小飞边。
4、孔的圆度,直径公差和直线度更好。
周边倒角式钻尖1、减小崩碎。
2、具有大钻尖角钻头的优点。
钻头应用问题/措施钻尖磨损原因:1.工件在钻头钻入力作用下工件会向下移动,钻头钻通后弹回。
2.机床刚性不足。
3.钻头材料不够结实。
4.钻头跳动太大。
5.夹持刚性不够,钻头滑动。
措施:1.降低切削速度2.增加进给量3.调整冷却方向(内冷)4.增加一倒角5.检查并调整好钻头的同轴度6.检查后角是否合理崩刃、破损原因:1.钻头的安装振摆,在一个切削刃上的冲击过大造成的。
2.工件的夹紧刚性低,在钻孔切出时发生。
3.进给量过大。
4.切削速度过高。
措施:1.安装振摆调整为0.02mm以下,使钻头的两个刃在平衡的条件下进行钻削加工。
2.降低进给量,减小钻头切出时的冲击。
3.如果是可转位钻头,更换刀片材质。
积屑瘤原因:1.切削材料与工件材料之间的化学反应引起的(含碳量较高的低碳钢)措施:1.改善润滑剂,增加油或添加剂含量。
2.提高切削速度,降低进给率减少接触时间。
钻头与钻井参数设计第四章钻头与钻井参数设计 (2)第一节牙轮钻头的分类 (2)一.牙轮钻头结构特点简介 (2)二.牙轮钻头的进展趋势 (9)三.牙轮钻头的分类 (10)四.常用牙轮钻头的IADC分类 (14)第二节牙轮钻头的合理使用 (22)一.牙轮钻头的选型 (22)二.钻井参数的选择 (23)三.现场使用牙轮钻头的操作要点及注意事项 (28)四.确定合理的起钻时刻 (30)五.钻头使用经济评判 (31)第三节金刚石钻头 (32)一.天然金刚石钻头 (32)二.聚晶金刚石复合片(PDC)钻头 (35)三.热稳固性聚晶金刚石(TSP)钻头 (43)四.全刚石钻头的分类方法 (43)五.常用全刚石钻头的选型表 (47)第四节钻头磨损分析 (53)一.IADC钻头磨损定级方法 (53)二.钻头磨损特点分析 (57)第五节水力参数设计 (61)一.钻井水力参数设计步骤与方洁 (61)第六节钻井液流变参数设计 (70)一.钻井液流变模式的选择 (70)二.钻井液流态的判别 (71)三.钻井液的携岩能力 (73)四.老屑浓度与有效钻井液密度 (75)五.选择钻井液流变参数的几个约束条件 (76)附件一标准的喷嘴尺寸及面积 (77)附件二.中国海上常用钻井泵的泵压和排量 (79)参考文献 (80)第四章钻头与钻井参数设计钻头和钻井参数是阻碍钻井速度、钻井时效和钻井成本的重要的可变因素。
本章要紧介绍的是牙轮钻头和金刚石钻头的分类、选型及磨损定级的方法,并结合现场实践,对钻井水力参数、机械参数和钻井液流变参数进行优选设计。
第一节牙轮钻头的分类一.牙轮钻头结构特点简介牙轮钻头有单牙轮、双牙轮和三牙轮钻头之分,而三牙轮钻头是石油钻井中用得最为广泛的一种。
牙轮钻头一样由牙掌、牙轮、切削齿、轴承、锁紧元件、储油密封系统、喷嘴装置等部件组成。
下面以三牙轮钻头为例,对其结构特点(见图4-1)作一简要介绍。
1.钢齿牙轮钻头与镶齿牙轮钻头(1)钢齿牙轮钻头钢齿钻头又称为铣齿钻头,其牙齿是在牙轮毛坯上直截了当铣削加工而成的,牙齿形状为楔形齿。