新型非密封滑动轴承牙轮钻头的试验研究

密封滑动轴承牙轮钻头的密封圈工作条件恶劣,极易损坏;密封圈占据了轴颈的一部分空间,使钻头承载能力减小,这些都降低了钻头的使用寿命。通过滑动轴承失效原因的分析,提出非密封滑动轴承牙轮钻头的轴承表面应采用硬度大、热稳定性好的材料,轴承摩擦副应采用硬-硬配对方式。经过对WC-Co类硬质合金材料力学性能和摩擦学性能分析,用新的轴承结构解决了硬质合金脆性问题,并研制出新型非密封硬质合金滑动轴承牙轮钻头。室内试验表明,硬质合金摩擦副具有良好的抗磨粒磨损能力,可用于牙轮钻头非密封滑动轴承的滑动表面。现场初步试验证明,新型非密封硬质合金滑动轴承牙轮钻头具有良好的应用前景,是发展高速滑动轴承牙轮钻头和小尺寸滑动轴承牙轮钻头的有效途径。     

江汉三牙轮钻头的技术特点

<正> 70年代江汉钻头厂开发了具有国内先进水平的P、HP和XHP系列三牙轮钻头;80年代初引进美国休斯工具公司三牙轮钻头制造技术,生产了具有当代世界先进水平的J系列三牙轮钻头;90年代开始生产高技术ATJ系列和ATM系列三牙轮钻头。随着钻井技术的不断进步,江汉三牙轮钻头的设计与制造技术得到了新发展。     

高速牙轮钻头金属浮动密封的实验研究

介绍了金属浮动密封机理及特点,用实验方法给出了设计牙轮钻头金属浮动密封的轴向压缩量δ,模拟牙轮钻头工况对金属浮动密封的密封性能进行了实验研究。实验结果表明,金属浮动密封能够有效地适应牙轮钻头振动工况,并在高速条件下具有漏失量小、摩擦热少、磨损轻微、寿命长等优点,为研制高速牙轮钻头提供了有效的密封设计参数。     

泥浆、岩屑对牙轮钻头密封系统的危害

从牙轮钻头的结构和使用方面，结合实例剖析了钻井过程中泥浆、岩屑对牙轮钻头密封系统的危害，指出嵌入牙掌C点面和密封面的泥浆、岩屑会磨损、刮伤密封圈，失水后的干泥浆会造成牙轮卡死。钻井和钻头设计中对泥浆、岩屑危害密封系统的现象应该引起足够的重视。     

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本文以三牙轮钻头的台架试验和油气田现场试验的效果为依据,探讨三牙轮钻头的改进方向。沙及学术上长期争议的国外钻头与国内钻头在轨迹设计上的差异,剖析轴偏移和角偏移的异同处。对轴承密封,牙轮锁紧,喷嘴安装等也有新的意向。     

能量平衡牙轮钻头的钻井特性

一种新一代的能量平衡牙轮钻头业已研制推出 ,这种新型能量平衡牙轮钻头的设计与制造采用了 3种专利技术 ,即钻头齿面结构动态平衡技术、钻齿方位优化技术和抗弧形轨迹技术。现场试验结果表明 ,新型能量平衡牙轮钻头可提高钻井作业的机械钻速与钻井进尺 ,提高钻头齿面结构的耐久性和密封 /轴承组件的可靠性     

牙轮钻头储油密封系统的改进及发展

储油密封系统是牙轮钻头寿命的关键,使用金属环密封,是延长钻头寿命的良好方法。文中以储油密封系统的作用分析提出来用ATJ和ATM系列钻头的密封可降低钻井成本和提高钻头寿命。     

牙轮钻头的发展历史与展望

综观牙轮钻头在各个时期的发展情况可知,牙轮钻头齿和轴承的不断改进,使钻头的使用寿命、单只进尺和钻速不断提高。实践表明,硬质合金镶齿、密封润滑、滑动轴承和高速喷射组合的“四合一”钻头,在目前的牙轮钻头中占主导地位。作者指出:今后牙轮钻头研究工作的重点是提高钻头的钻速。为此,应优化牙轮齿形和布齿方案,挖掘水力系统的潜力,改进轴承结构和提高钻头零件的机械设计技术。     

提高牙轮钻头轴承径向密封性能的途径

针对常用密封轴承钻头环形径向密封的现状及失效原因，进一步指出牙轮钻头失效是密封先期失效所致，提出影响钻头密封性能及可靠性的主要因素是密封材料与密封圈两侧介质压力差相关的密封面之间接接触应力，以及密封系统的制造和装配精度，今后研究和有杉流体动压密封是个方向。     

改变流态可提高牙轮钻头的工作性能

分析了牙轮钻头水力学对改进钻头机械钻速的关系，提出了喷嘴和轴承区的牙堂轮廓的改进设计，消除了当前牙轮钻头上经常出现的“滞流”和岩屑在轴承密封区处的粘结现象，既提高了钻头的机械钻速，又延长了钻头的使用寿命，降低了每英尺的钻井成本。     

牙轮钻头径向轴承表面强化技术

牙轮钻头径向轴承表面强化技术陈家庆，蔡镜仑（石油大学·北京油田新材料研究工程中心）在牙轮钻头钻进过程中，总载荷的７５％由其径向轴承承担，因而长期以来人们一直非常注重提高钻头径向轴承的工作性能，通常从两个方面着手［１］。第一是提供良好的密封润滑条件，在...     

牙轮钻头浮动卡销锁紧结构的研制

针对目前应用的牙轮锁紧结构存在的问题，研制了牙轮钻头浮动卡销锁紧结构，该结构能有效地减少轴承径向磨损、控制牙轮的轴向窜动量、保护轴承密封，减少锁紧结构上的载荷并能适应一定的高转速，使钻头使用寿命得以大幅度提高。     

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本文从牙轮钻头运动的受力及工作环境分析出发,认为O型橡胶密封圈早期失效不可避免。提出用x型或无间隙端面密封代替O型密封结构,用聚四氟乙烯代替橡胶作为密封材质。     

牙轮钻头流体动压密封圈的实验研究

在自建钻头密封实验机上，对不同类型密封圈的动摩擦性能进行了对比实验，然后较系统地进行了牙轮钻头流体动压密封的摩擦性能和密封性能实验。实验结果表明，新型流体动压密封圈的摩擦特性、密封特性良好；在高转速下密封寿命仍然较长，值得推广应用。     

钻头密封技术及其发展动态

本文详细分析了影响牙轮钻头密封结构寿命的各种因素，并系统分析了国内外各种钻头密封的结构特点及发展动态。为设计适合高转速的钻头密封结构提供依据。     

提高牙轮钻头寿命和可靠性的远景研究

阐述了乌法国立石油技术大学在提高牙轮钻头寿命和可靠性的远景研究成果。介绍了便于装配的牙轮钻头径向端面密封和径向减荷密封的结构设计。讨论了两种实用方法 ,以及能够增加偏斜角合格钻头的生产量。     

牙轮钻头滑动轴承的特殊性及主要研究方向

牙轮钻头滑动轴承与一般机械滑动轴承相比 ,在滑动轴承结构、承受的载荷、轴承的工作环境和滑动副之间的相对转速等方面都具有特殊性。牙轮钻头滑动轴承的失效解剖分析表明 ,最终导致轴承失效的主要形式一种是轴承密封系统损坏而导致磨料磨损失效 ;另一种是密封润滑系统工作正常时最终导致粘着磨损失效 ,而影响粘着磨损的主要因素有轴承的摩擦系数、表面压力大小及分布和相对滑动速度。今后牙轮钻头滑动轴承主要研究方向是滑动轴承密封系统(密封圈和传压补油装置 )的研究 ;轴承摩擦系数的研究 ;轴承表面压力大小及分布的研究。     

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...     

牙轮钻头密封试验机的研制

牙轮钻头密封圈的性能对钻头的整体使用寿命有着重要影响,室内实验研究是改进密封圈性能的一种有效手段。文章在国内相关通用密封试验机的基础上设计了一种专用的牙轮钻头密封试验机系统,该试验机系统由试验机 、泥浆缓冲罐、电机扭矩仪总成、计算机数据采集和控制系统等四个子系统组成,同时确定了该试验机系统的相关工作参数。该试验机由计算机自动控制,实验数据均由高精度传感器测定并由计算机采集和处理。牙轮钻头密封试验机的研制为进行密封圈的基础研究和性能测试提供了有力的保证。     

单牙轮钻头的发展前景研究

分析单牙轮钻头的优越性，解决目前钻业面临的问题，方法研究了单牙轮钻头的侧切削特性，单牙轮钻头和弹塑性地层的相互作用及单牙轮钻头的热应力分布，分析了钻头结构，地层岩石特性及钻井工艺参数等因素对单牙轮钻头性能的影响。