常用-钻头和批头-介绍ppt课件

（二）牙轮钻头工作原理
1．牙轮钻头在井底的运动
滑动：牙轮齿相对于井底的滑移，包
括径向（轴向）和切向（周向）滑动。
引起滑动的原因： ① 超顶和复锥引起切向（周向）滑动 ② 移轴引起径向（轴向）滑动
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超顶引起切向滑动
钻头的运动
复锥产生超顶效果
牙轮的运动
牙轮母线相对 于井底的运动
PDC、 TSP
金刚石以重量计算，国际通用单位是克拉，一克拉相当于0.2克。
油井钻井用的金刚石粒度范围一般在0.5粒/克拉～15 35
粒长/江克大UN拉学IVY。EARNSGITTYZ
（二）金刚石材料钻头的切削齿材料
a、PDC钻头的结构特点
切削元件—聚晶金刚石复合片（PDC）
特性 既具有金刚石的硬度和耐磨性，又具有 碳化钨合金的结构强度和抗冲击能力。 弱点是热稳定性差，350℃以上加速磨 损。抗冲击能力较差。
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4. 牙轮钻头的选型及分类法
2）牙轮钻头的分类方法及型号编码
(1)按结构分类：Y，P，MP，MPB，HP，HPB，XMP，XH共8个系列
类别
系列名称 全称
简称
普通三牙轮钻头
普通钻头
喷射式三牙轮钻头
铣 齿 滚动密封轴承喷射式三牙轮钻头
钻 头
滚动密封轴承保径喷射式三牙轮钻头
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（一）金刚石材料钻头的总体结构
金刚石钻头的冠部
1. 钢体 钢体是金刚石钻头的骨架。上部柱体 车制丝扣和钻柱连接，下部铣成爪形 和胎体烧结在一起。

钻头尺寸 (Inch) 9 1/2
排量 (L/S) 28-50
喷嘴 数量/型号 5N
转速 (rpm) 60-200
保径长度(mm)
API 接头
65
6-5/8" REG
钻压 (KN)
20-120
8
9 1/2 MD3642 (M433)
• 碳化钨胎体钻头 • 标准PDC 齿（Φ19.05 mm） • 圆柱聚晶金刚石保径 • 中等密度布齿，拱肋状排列，深宽水槽 • 适用于软至中等硬度地层 • 可与转盘和井下马达相匹配 • 推荐使用高比水马力
KN
000lbs
45~90 10~20
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DQ 取芯钻头
碳化钨胎体钻头 聚晶金刚石削齿 圆弧形冠部轮廓 聚晶TSP保径 面泄式水道设置 适用于极硬和高研磨性地层的取芯 推荐使用高比水马力
钻头型号
8440DQ50 6
钻头尺寸 inch 8 1/2×4
mm
215.9×10 2
钻头产品目录
类型
尺寸 (Inch)
联接接头
PDC钻头
4 1/2～17 1/4 2 3/8～7 5/8 REG 6～8 ½（取芯） 250P、川8－3、川6－3
TSP钻头
4～12 1/4 6～8 1/2
2 3/8～6 5/8 REG 250P、川8－3、川6－3
天然金刚石钻头 6～8 1/2
250P、川8－3、川6－3
钻头参数 钻头尺寸
领眼尺寸
扩眼尺寸
喷嘴数量 接头
inch
mm
inch
mm
inch
mm
4 5/8 117.5 3 5/8
92.1 5 1/8

球形齿的端部是个半圆形球面，耐磨性最好。它以凿击和 压碎作用破碎地层。这种齿钻硬至极硬地层的破岩效率较高。
尖卵形、圆锥形齿，既有凿击和压碎作用，也有刮削和挖 掘作用，其抗磨能力及强度都比楔形齿高，适用地层较广，在 中硬地层使用效果最好。
镶齿牙轮钻头
镶齿牙轮钻头
勺形齿齿形如勺子，切削地层时，靠向内凹的勺形面 挖掘、刮削作用破岩。这种齿形改善了牙齿的受力状况， 既提高了破岩效率，又增加了齿的强度，能在极软至中 软地层中高效率地破岩。
PDC钻头的选择
① 根据钻井方式选择钻头：直井应选择钻速快、寿 命长的钻头；定向井选择造斜或稳斜性能好、适合 于配井底马达的高转速钻头。
② 根据地层情况选择钻头：包括所钻地层的类型、 硬度、岩性等。
③ 根据钻井条件选
PDC钻头冠部轮廓形状有抛物线型、圆形和锥形三种， 其中：
⑷掉牙轮
转盘负荷增大，转盘链条严重跳动，停转盘打倒车； 蹩钻严重；指重表指针来回摆动；钻速明显下降或 无进尺；上提钻具变换方向下探方入有变化，高差 约为一牙轮高度。
⑸牙齿磨（脱）光
转盘负荷减轻；方钻杆无蹩跳；钻速明显下降或 无进尺；指重表指示平稳无摆动；泵压正常。
⑹钻头泥包
转盘负荷增大有蹩跳现象；钻速下降；上提钻具 有不同程度的挂卡；泵压上升，严重时蹩泵
滑动轴承结构图
滑动轴承
滑动轴承可用各种密封圈作径向或者端面密封。与滚动轴 承相比，滑动轴承的承压面积大，接触疲劳应力小，使用寿命 较长。在常规的转速条件下，滑动轴承能承受更高的钻压。但 除金属密封滑动轴承外，普通滑动轴承的转速范围一般在 60～140r／min，比滚动轴承低。
除了前面所谈的两种结构形式的滑动轴承外，瑞德工具 公司还研制出了一种新型的滑动轴承，即带浮动套的滑动轴承， 如图4－5所示。

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刮刀钻头的破岩原理
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刮刀钻头的破岩机理
塑性岩石 塑脆性岩石生日礼物送什么最好
刀翼向前推井碰撞刃前岩石 刀翼在扭力Ｔ作用下压碎前方的岩石，使其 产生小剪切破碎施转力增大。 当扭力增大到极限值时，岩石沿剪切面产生 大剪切破碎，然后扭力突然减小。
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刮刀钻头
刮刀钻头适用的地层 泥岩及页岩等软地层 参数配合 增加转速，适当减小钻压，提高排量
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一般原则
长而稀疏的钢齿用来钻进软地层，稀疏 布齿有利于钻头的清洗。 密而短的镶齿适合于钻硬地层。
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牙轮钻头的牙齿
对于牙齿的基本要求是破岩效率高、寿命 长。为满足这一要求，一是牙齿的几何形 状要合理；二是齿的材料要耐磨并有足够 的强度。 目前牙轮钻头的牙齿有铣齿（也称钢齿） 和硬质合金齿（简称镶齿）两大类。
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牙轮钻头的牙齿（铣齿）
铣齿牙轮钻头的牙齿与牙轮壳体成一体， 它是由牙轮毛坯经过铣削加工形成，为了 提高牙齿的耐磨性，在齿面上敷焊硬质合 金粉。 铣齿的齿型主要是楔形齿。外排保径齿可 作成型、T型、L形。
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牙轮钻头的牙齿（镶齿）
楔形齿
适用于破碎具有高塑性的软地层以及中硬地 层，齿尖角同65－90不等，齿尖角小的适 合软地层，齿尖角大的适合较硬的地层。
软地层角较大，硬地层角较小
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牙轮移轴方式
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牙轮的形状及布置
牙轮的几何形状及尺寸
主锥角、副锥角、牙轮总高 牙轮最大外径、背锥角
牙轮的布置
非自洗式 自洗不移轴 自洗移轴
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牙轮布置方式
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牙轮上牙井底 牙轮在重复滚动时应使牙齿不致落入别 的齿已破碎的旧坑内。 各牙轮齿圈上的牙齿数应使每齿均匀地 承担破碎井底岩石的任务。所以外圈齿 数应多些，内圈齿应少些。