你必須掌握的牙輪鉆頭基礎知識

    從1909年第一只牙輪鉆頭問世后，牙輪鉆頭便在全世界范圍內得到了最廣泛的應用。三牙輪鉆頭是目前旋轉鉆井作業中使用地最普遍的鉆頭。 這種類型的鉆頭具有不同的牙齒設計和軸承結類型，因此能夠適應各種類型地層。在鉆井作業中，根據所鉆地層性質正確選用合適結構的牙輪鉆頭，就可獲得令滿意的鉆進速度和鉆頭進尺。    

    1）三牙輪鉆頭的基本結構

    鉆頭本體：有三 片牙掌組裝焊接在一起,上部有連接絲扣。

    牙輪：由牙輪體和牙齒組成 錐形的 金屬體。牙齒分銑齒和鑲齒兩種類型

    軸承及其儲油密封裝置

    噴嘴

     2）牙輪鉆頭的工作原理

    牙輪鉆頭在井底工作時，鉆頭整體圍繞鉆頭軸線旋轉稱之為公轉，三個牙輪則依其自己的軸線在井底滾動稱之為自轉。鉆頭承受的鉆壓通過牙齒作用在巖石上，使巖石破碎（壓碎作用）。 牙輪在滾動過程中，以單齒、雙齒交替接觸井底，牙輪中心的位置忽高忽低，使鉆頭產生縱向振動。這種縱向振動使鉆柱不斷壓縮與伸張，下部鉆柱把這種周期性變化的彈性變形能通過牙齒轉化為對地層的沖擊作用力用以破碎巖石。這種沖擊、壓碎作用是牙輪鉆頭破碎巖石的主要方式。

    牙輪鉆頭除了對井底巖石產生沖擊、壓碎作用外，還對井底巖石產生剪切作用。牙輪在井底滾動的同時還產生牙齒對井底的滑動，牙齒的滑動對井底巖石形成剪切作用，像刮刀鉆頭那樣刮削井底。牙齒的滑動主要是由牙輪的超頂、副錐和移軸布置引起的。牙輪的超頂布置復錐牙輪引起切線方向的滑動， 牙輪的移軸布置則引起軸向方向的滑動。一般地，鉆軟到中硬地層的鉆頭兼有超頂、復錐和移軸；鉆中硬到硬地層的鉆頭在設計上有超頂和復錐；鉆極硬和研磨性較強地層的鉆頭常采用單錐牙輪，不超頂也不移軸。

    3）牙輪鉆頭的分類及選用

    牙輪鉆頭生產廠商眾 多，這些鉆頭廠商提供了多種類型和結構的鉆頭。為了便于牙輪鉆頭的選擇和使用， 國際鉆井承包商學會(IADC)制定了全世界統一的牙輪鉆頭分類標準及編號方法。

    IADC規定，每一類鉆頭用三位數字代表，個數字意義如下：

    第一位數字表示牙齒類型及適鉆地層：

   1- 銑齒，軟地層； 2- 銑齒，中到中硬地層； 3- 銑齒，硬、研 磨性或半研磨性地層； 4- 備用； 5- 鑲齒，軟到中等地層； 6- 鑲齒，中硬地層； 7- 鑲齒，硬、研磨性或半研磨性地層； 8- 鑲齒，極硬、高研磨性地層。

    第二位數字表示所鉆地層再細分為1，2，3，4四個硬度等級。

    第三位數字表示鉆頭的結構特征：

   1- 無密封滾動軸承； 2- T型外排齒保徑；3- 規 徑上有鑲齒保徑；4- 密封滾動軸承； 5- 密封滾動軸承，規徑上有鑲齒保徑； 6- 密封滑動軸承； 7- 密封滑動軸承，規徑上有鑲齒保徑；8- 定向井造斜鉆頭； 9- 其它。

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