休斯·克里斯坦森公司的新型PDC钻头及牙轮钻头

美国休斯·克里斯坦森公司新近推出一种称为Gerlesis XT的新型PDC钻头,能够用于钻进硬度和研磨性更大的地层。Genesis XT型PDC钻头采用了该公司的新一代切削齿和已获专利的切削深度控制技术,以便能在恶劣的钻井环境中提高钻头的稳定性和耐用性。其新一代切削齿称之为OdysseyTM系列齿,工程技术人员对齿上碳化钨基体与人造金刚石层之间的界面进行了优化,从而使这种齿的韧性大为改善。由于采用了EZSteerTM切削深度控制技术,该钻头在钻进一般性地层时更为平滑和稳定,而在钻进有夹层的地层时,其SmoothCutTM(平滑切削)技术则又能使钻头获得良好的钻进效果。另外,该新型钻头因采用了多层式金刚石层技术而具有优良的耐磨性能。这些技术的综合运用延长了钻头寿命、提高了钻井效率。     

单牙轮钻头齿面结构设计探讨

在地层、钻井参数和钻头新度相同的情况下，钻头机械钻速的快慢主要取决于钻头齿面结构是否合理。欲设计合理的齿面结构必须研究齿面的几何形状、运动状态、受力状态和岩石破碎过程。从研究单牙轮钻头几何学、运动学入手，着重探讨单牙轮钻头齿面结构设计方法。     

美国研制成功铣齿牙轮钻头

美国史密斯国际公司研制成功了一种Explorer Expanded铣齿牙轮钻头，它可采用高固相钻井液钻进磨蚀性地层。该钻头设计了3个相同的喷嘴，可均分主要用于排出钻屑的水力能，而且喷嘴的定向流设计精确，可有效清洗齿面结构和清除钻屑。     

单牙钻头布齿面工作分析

根据单牙轮钻头的运动规律，首次提出了单牙轮钻头布齿面上存在牙齿与井底的永远接触区，轮换接触区和永不接触区，并从理论上对此三者作了准确的划分，在此基础上分别研究了各区牙齿在井底的工作区域，并讨论了单牙轮钻头的保径问题，提出了一级和二级保径方案。     

金刚石增强复合齿提高了牙轮钻头的性能

通过大量的试验数据介绍了ＤＥＩ金刚石增强复合齿的性能、特点和优越性。ＤＥＩ楔形齿一改传统保径齿的被动保径状态，通过优化金刚石的成分，增强齿的强度和韧性，修改现有碳化钨齿的几何形状，从而产生了新一代的进攻金刚石增强保径合金齿，提高了钻头的保持井径的能力，更可靠地保持了钻头的切削结构，延长了钻头的保持机械钻速的时间，使钻头的使用寿命更长，完井时间更短。     

一种新型能量平衡牙轮钻头

为了提高牙轮钻头的耐磨性和钻井效率，减少钻头切削结构的早期损坏，延长钻头使用寿命，哈里伯顿公司研制了一种新型能量平衡牙轮钻头。     

钦齿牙轮钻头

美国史密斯国际公司研制成功了一种Explorer Expanded铣齿牙轮钻头。它可用高固相泥浆对磨蚀性地层钻井。钻头设计了3个相同的喷嘴，可均分主要用于排出钻屑的水力能。喷嘴的定向流设计精确，可有效地清洗齿面结构和清除钻屑。     

单牙轮钻头在齿面工作分析

根据单牙轮钻头的运动规律，首次提出了单牙轮钻头布齿面上存在牙齿与井底的永远接触区、轮换接触区和永不接触区，并从理论上对此三者作了准确的划分。在此基础上分别研究了各区牙齿在井底的工作区域，并讨论了单牙轮钻头的保径问题，提出了一级和二级保径方案。     

新型PDC钻头切削齿的发展

PDC钻头切削刃与钨-钴合金基体的磨损情况和较大接触应力、冲击载荷及较高的摩擦面温度引起的加速磨损，是导致PDC钻头钻遇硬的研磨性地层时磨损失效的主要原因。国外已研制出双刃齿、预倒角边缘加强齿、复合结构齿、覆盖硬质合金保护层切削齿及楔形齿等，使PDC钻头的工作性能和适应的地层范围都有了较大的进步。国内应加强破岩和磨损机理、材料及制造工艺、处理技术和切副齿的形状、结构设计等方面的研究，开发自锐性好、比较坚韧的、更耐冲击的、耐磨性更高的、受温度影响小的切削齿，进一步拓宽PDC钻头适用的地层范围。     

WLS钻井产品公司的新型牙轮钻头结构

美国WLS钻井产品公司为使其钻头性能满足当今复杂井身结构的需求，采用了先进的轴承材料、部件和设计结构。     

牙轮钻头侧向切削的计算机仿真

系统地分析了牙轮钻头与井壁相互作用过程,建立了牙轮钻头运动仿真模型。对钻头的横向运动,井壁模式的形成和发展过程进行了详细的分析;探讨了牙轮钻头侧向切削机理;建立了描述牙轮钻头侧向切削过程的仿真模型和计算机仿真程序。 采用该程序可以对不同结构的钻头在不同钻井条件下,钻头的侧向切削能力、井眼偏移程度和井眼轨迹作出相应比较和判定。     

带有效PDC切削齿的牙轮钻头提高了背锥保持能力

已经研制出一种将滚动牙轮钻头的常规钻进机理与聚晶金刚石切削元件修整背锥的剪切运动结合起来的、并已获专利的滚动牙轮钻头。介绍这种钻头的设计特点，演示剪切运动的实验室试验，以及带剪切ＰＤＣ背锥元件的钻头的井场研究成果。     

RBI公司推出新型大直径“角斗士”钢齿牙轮钻头

为了满足日益增长的深井和复杂井眼钻井需求 ,ＲＢＩ公司 (ＲＢＩＧｅａｒｈａｒｔ)推出了一种适用于连续油、气勘探的优质钻头。该公司称这种钻头为“角斗士”钻头 ,它是一种用于一次性钻进大直径地表层井段的理想工具。该钻头的直径为 36ｉｎ ,是世界上首只带有密封滚动马达轴承 ,且制造公差仅为万分之一英寸的大直径牙轮钻头 ,其制造性能和精度超过了目前的工业标准。该钻头还是世界上第一只带有可更换喷嘴的 36ｉｎ的大直径三牙轮钻头 ,其喷嘴为全加长型 ,可最大程度地提高井底水马力 ,对于在海上钻井中经常遇到的软、粘性和水合性地层…     

适用于小直径井眼钻井的单牙轮钻头

单牙轮钻头已经发展成为了一种在多种地层中进行小井眼钻井的经济有效的工具。简要介绍单牙轮钻头的发展历程,结构特点、试验结果以及今后的发展方向。     

牙轮钻头工作扭矩的计算机仿真

对牙轮钻头在破岩过程中的受力和运动状态进行分析，建立了牙轮钻头动力学基本方程，研究井底岩与牙轮钻头的相互作用后，建立了钻头结构参数，钻井参数，岩石性质参数与触底齿受力间的近似关系。研制了牙轮工作扭矩的计算机仿真模型和仿真软件，仿真结果与实验数据比较表明了理论研究和仿真模型及软件的正确性和可靠性。     

钢齿牙轮钻头齿面强化材料及强化工艺进展

综述了国内外钢齿牙轮钻头齿面强化材料以及强化工艺的研究现状。简要分析了各发展阶段齿面强化材料以及强化工艺的主要特点和存在的主要问题 ,国内外多以金刚石作为牙轮钻头强化材料 ,比较成熟的技术是制造金刚石的PDC复合片 ,采用钎焊或机械装配的方法实现钻头的齿面强化。目前研究较多的是应用电镀或化学镀工艺在钢齿牙轮钻头齿面镀覆一层金刚石 ,以其高耐磨性达到钻头的齿面强化。     

双刃切削齿提高了PDC钻头的性能

ＰＤＣ切削齿的发展极大地提高了ＰＤＣ钻头的性能,促进了其开发。钻井业也在诸如ＰＤＣ钻头的震动,地层的可钻性,钻头的选择,钻头适应能力及钻头的受限因素等方面取得进一步的进展。在ＰＤＣ钻头的发展和性能方面,ＰＤＣ切削齿具有最大的影响。切削元件除了能提高钻头的工作性能外,还能够优化对ＰＤＣ钻头改进有益的其他因素。     

齿圈组合对牙轮钻头传动比的影响

用不同结构的两排齿圈组成实验牙轮，采用正交实验法，研究传动比ｉ（牙轮转速比钻头转速）的变化规律。研究表明，传动比与某一齿圈及井底模式相关，一旦初始井底形成，牙轮在一段时间内将以某一齿圈为“主齿圈”，并以较稳定的传动比运动。随着主锥上的内齿圈向副锥上的外齿圈靠近，内齿圈成为“主齿圈”的机率增大。当牙轮外形一定时，传动比值主要取决于齿圈的位置、外圈齿数及移轴距。随着内齿圈向外齿圈靠近，传动比值下降；外