结合具体用途进行设计可提高钻头性能

近年来，紧密结合所钻地层岩性和用户具体要求进行钻头改型和设计的方法在西方钻头公司中日渐普及，本文就美国休斯.克里斯坦森公司的一些具体做法对这方面的实践进行了简要阐述，内容涉及如何正确的进行钻头选型、开发和制造新型PDC钻头、孕镶式金钢石钻头和牙轮钻头，以及这些钻头的使用对比情况等。     

改进型钢体PDC钻头提高钻井效率

简要介绍新型钢体ＰＤＣ钻头的制造工艺、防泥包涂层、新的喷嘴和钻头结构，并列举了这种钻头在一些国家和地区的应用实例，它们显著提高了机械钻速和钻井进尺，取得了明显的经济效益。     

牙轮钻头滚动轴承凸度设计探讨

国产牙轮钻头滚动轴承均采用直母线圆柱滚子，由于这种滚子的边缘效应，工作时两端接触压力呈奇异分布，导致接触区产生局部塑性变形，发生早期疲劳剥落。为提高轴承的承载能力，延长钻头的使用寿命，必须对直母线滚子进行修型，即凸度设计。针对牙轮钻头滚动轴承的特点，对钻头轴承圆柱滚子凸度设计和设计理论基础进行了探讨，分析了对数凸型、圆弧凸型、圆弧修正线型和理论修正线型等四种典型凸型对受力最大的大端滚子接触压力分布的影响，认为四种凸型均能在不同程度上消除或减轻直母线滚子的边缘效应，其中对数凸型是钻头轴承滚子的最佳凸型。     

PDC钻头钻井时扭矩影响因素研究

分析了钻压、每转进尺、切削齿磨损和岩性对ＰＤＣ钻头扭矩的影响，并用力平衡和能量守恒原理推导了ＰＤＣ钻头扭矩与这些因素的关系式，通过钻头台架试验证明ＰＤＣ钻头扭矩模式计算与试验结果相符，可用于指导井下动力钻具选用和设计。     

新型刮刀钻头的设计及现场试验研究

在理论分析的基础上，综合PDC钻头和刮刀钻头的优点，设计了一种新型的刮刀钻头，并进行了现场试验。现场试验结果表明，该钻头运转平稳，采用低钻压、高转速，钻进速度快，井眼规则通畅，有较明显的防斜作用，该种钻头的推广应用对提高钻井工程的整体效益具有十分重要的意义。     

PDC钻头等体积布齿设计的数值计算方法

PDC钻头布齿设计是否合理直接决定着PDC钻头的破岩效果及其使用寿命的长短，而等体积设计是PDC钻头布齿设计的基本原则之一。综合考虑了钻头冠部形状、切削齿的布置、切削齿尺寸、切削齿的相互作用等因素的影响下，建立了切削齿等体积设计数学计算模型．对切削齿的工作角进行了优化设计并将其结果应用于该模型中，最后选取适当的数值计算方法进行了计算机求解。实例计算表明，该模型和求解方法具有适用性，这为PDC钻头的设计和性能模拟分析提供了一种可行方法。     

流道强化三牙轮钻头

针对三牙轮钻头的流道在高泵压、大排量、组合喷嘴和高固相泥浆条件下钻井时，易发生流道冲蚀破坏，流道强化三牙轮钻头利用现有钻头将牙掌喷嘴座孔的入口倒成圆角，在流道易冲蚀部位刷镀一层高堆积镍，从而提高了流道的耐冲蚀能力，延长了钻头的工作寿命，基本满足了当前强化钻井的要求。     

PDC钻头性能的二维模拟

介绍了PDC钻头性能模拟的试验基础及原理。所编制的模拟软件可为PDC钻头的设计方案提供模拟结果和性能评价依据，其主要功能为：1．计算切削齿的各种参数，如切削力、切削体积、切削功率；2．计算切削齿的磨损体积、磨损高度；3．计算钻头不平衡力的大小和方向；4．模拟钻头的钻进特性曲线；5．模拟切痕断面形状及井底剖面形状；6．预测钻头的工作指标。应用该软件对一只使用过的PDC钻头性能进行模拟，分析了主要模拟结果，并将该钻头各切削齿研磨面积的实测结果与模拟结果作了对比，两者的分布规律基本吻合。     

牙轮钻头滑动轴承润滑状态分析

本文通过对牙轮钻头滑动轴承磨损原因的探讨，分析了轴承润滑状况，指出改善润清条件的基本途径，为以后润滑脂的研究指明了方向。     

钻头冠部剖面形状设计模式

通过对国内外ＰＤＣ钻头和金刚石钻头设计现状的调查，认为这两类钻头共有四种基本冠部剖面形状（浅锥型、双锥型、抛物线型和“Ｂ”型），提出了相应的四种钻头设计基本模式，探讨了各种模式适用性和所设计钻头特性。     

金刚石钻头在柯克亚凝析气田使用获得成功

塔里木盆地西南坳陷柯克亚背斜构造地质条件十分复杂，地层岩石均一、可钻性差。在该构造上，金刚石钻头使用经历了认识－实践－再认识－再实践的复杂过程，终于取得了突破性进展。利用每米综合成本计算方法对柯克亚凝析气田开发井金刚石钻头使用进行了分析和总结，并得出结论。     

水平井钻头的探讨

本文对水平钻井过程中影响钻头性能和工作指标的因素进行分析和探讨．指出钻水平井时偏载、高转速、岩屑层是影响钻头性能和工作招标的主要因素，并根据国外水平井钻头的鲒构特点提出改进方向和研制水平井钻头的设想．     

牙轮钻头滑动轴承混合润滑时的载荷计算

牙轮钻头滑动轴承实际工作时摩擦副之间处于混合润滑状态，此时金属微凸体和油膜一起承担载荷。文中给出了计算混合润滑时油膜和微凸体承载比例的计算方法，并以８１／２ＸＨＰ滑动轴承牙轮钻头为例，分析了钻头运转参数和最小油膜厚度对轴承摩擦副间载荷分配的影响，结果表明：钻头的运转参数直接影响轴承摩擦副间的润滑状况，在一定范围内，提高转速能够改善润滑状况。混合润滑时最小油膜厚度有一个下限门槛值，若低于此门槛值，则这种载荷分配计算方法不再适用。     

"黄金"系列PDC钻头在青海油田的首次应用

进入９０年代后，钻井行业面临严重的挑战，甲方单位对钻井公司的要求更高，成本控制非常严格，要求各钻井公司以较低的钻井成本、较短的建井周期，达到开发目的。钻井施工单位为降低成本，缩短建井周期，竭尽全力想尽办法，然而效果不甚明显，可挖掘的潜力不是很大。最直接有效的方法就是利用高效、高机械钻速的钻头达到目的。钻头的发展经历了刮刀钻头、牙轮钻头、ＰＤＣ钻头的几个代表性阶段，钻头的每一次进步都为钻井工业的进步带来了很大的发展。９０年代后期，美国休斯·克里斯坦森公司开发出了“黄金”系列ＰＤＣ钻头，推动了ＰＤＣ…     

PDC钻头有限地网络划分及前处理

ＰＤＣ钻头的构模特征是：上体和钢心为轴对称，泥浆流道、安装ＰＤＣ齿的齿床部分以及喷嘴等结构为回转周期对称。利用这些构模特征对ＰＤＣ钻头进行网格划分，采用不同的颜色和组分别对不同材料、不同部分进行处理，利用拷贝、旋转和连接等技巧，形成ＰＤＣ钻头空间三维８￣２１节点有限单元模型、载荷模型和边界条件模型。应用该有限元分析网格的生成方法、技巧及前处理方法，可大大提高ＰＤＣ钻头网格划分及数据准备的速度和精度     

高速化──牙轮钻头发展的新方向

高速化──牙轮钻头发展的新方向刘建军，罗纬（辽河石油勘探局规划计划处）（石油大学·北京）牙轮钻头技术水平发展现状自从牙轮钻头发明以来，世界工业的新技术和新成果不断引入钻头的设计与制造之中。不同时期的石油钻头产品反映了当时的社会工业水平。长期以来，得以...     

牙轮轮背保径面的设计及计算机辅助计算

从分析三牙轮钻头的磨损和抗磨损机理入手，提出了牙轮轮背全形保径面的概念。给出了采用计算机辅助计算方法得到的牙轮轮背理论曲线方程、形状坐标值、图形和两种背齿的设计方案。探讨了牙轮轮背设计与钻头基本参数、整体结构和性能的关系，以及采用轮背全形保径后热量及受力对钻头轴承的影响。     

PDC钻头在牙哈地区使用效果分析

本文主要阐述了牙哈地区适合ＰＤＣ钻头所钻地层及ＰＤＣ钻头使用效果分析、ＰＤＣ钻头钻进的使用工艺措施、钻井参数等内容，通过完钻井资料分析，ＰＤＣ钻头在牙哈地区的应用是可行的，能达到提高钻进速度、缩短钻井周期、节约钻井成本的目的，为塔里木地区深井钻井速度的提高提供了科学依据。     

国外牙轮钻头的新进展

介绍代表世界领先水平的ＳＭＩＴＨ、ＨＵＧＨＥＳ和ＲＥＥＤ公司牙轮钻头新技术。包括：ＨＵＧＨＥＳ公司的系列钻头，ＳＭＩＴＨ的ＦＤＳ＋系列钢齿钻头、ＳＭＩＴＨ的轴承系统、ＲＥＥＤ的水力系统以及针对特殊需要设计制造的专用钻头等，为我国钻头行业的技术发展提供参考与借鉴。     

钻头流道上的刷镀实践

在牙轮钻头流道表面剧镀一层较硬的保护层，可以显著地增加钻头流道的抗冲蚀能力，克服喷射钻井中钻头因其流道受泥浆冲蚀而早期失效的缺陷，增加钻头工作的潜力。