我国牙轮钻头的技术水平与展望

<正> 从1909年美国人Howard Hughes发明两牙轮钻头算起,牙轮钻头在全世界已经使用80年了。不计早期情况,近40年来钻头的发展历史可以概括为:50年代——喷射式球齿钻头;60年代——密封轴承钻头;70年代——密封滑动轴承钻头;80年代——PDC钻头。     

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...     

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。     

单牙轮钻头几何学与井底轨迹

用空间解析法建立了单牙轮钻头几何学和运动学的基本方程。通过计算机绘制的井底轨迹图能够预知牙齿在井底的破岩轨迹及定量覆盖情况。调整各齿的几何位置参数，并能够从钻头破岩角度去对比各种布齿方案，选择最佳结构。     

单牙轮钻头的应用前景

单牙轮钻头的应用前景喻开安，杨世良，邓嵘（西南石油学院）现代钻井工艺对钻头的要求为加速我国油气资源的开发，特别是深部、海洋和复杂油气藏的勘探和开发，需要采用新的钻井工艺和钻井工具。除了应提高钻头性能和可靠性、延长钻头工作寿命外，新的勘探任务和钻井技术...     

耐磨钻头牙轮

~~耐磨钻头牙轮@赵百万     

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。     

牙轮钻头的侧切规律研究

从钻头动力学基本方程出发，分析钻头在井底中的横向运动规律，探讨井壁刮痕生成过程和井壁模式的形成后，建立了牙轮钻头倒向切削井壁的仿真模型和仿真软件，填补了牙轮钻头工作力学行为研究中的部分空白。     

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。     

牙轮钻头的侧切机理及井壁模式

通过分析牙轮钻头外排齿在井底的运动和对井壁岩石的刮切，认识牙轮钻头的侧向切削机理，提出井壁模式的概念和分析井壁模式的方法。井壁模式分析说明，牙轮钻头的侧向切削过程不仅与齿面结构有关，而且与岩石性质、钻井参数有关。     

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。     

牙轮钻头的现代设计方法

介绍一种牙轮钻头的现代设计方法。设计过程全部使用计算机辅助设计和优化设计。采用这种方法不仅能进行钻头的几何结构设计,还可进行钻头的性能设计。在设计过程中能预知钻头牙齿在井底的破岩情况,获得钻头破岩过程的本质特征。因此能大大提高设计工作的科学性,减少盲目试探,缩短新钻头的研制周期。     

调整井刮刀钻头与牙轮钻头使用特性对比分析

通过１５６口调整井钻井试验，对比分析了刮刀钻头和牙轮钻头的钻进特性、牙齿磨损特性、井底流场特性及钻井效果。结果表明，大庆油田葡萄花组以上地层宜用刮刀钻头钻进，刮刀钻头的平均机械钻速比牙轮钻头的平均机械钻速提高８２％。     

牙轮钻头金属浮动密封研究及设计

介绍了牙轮钻头金属浮动密封设计的主要参数牙爪轴锥长ｈ、半推角β、浮动环半锥角α等及其设计方法。给出了由实验确定的这些参数的选择范围。指出：密封设计时，须选定浮动环宽度ｂ，然后由密封比压ｐ和密封力Ｐ计算出浮动环的直径尺寸。文中给出了设计实例。为了保证密封零件及密封的质量，还介绍了质量检测设备和检测方法。     

SAE8720钢的硼铬共渗试验

研究了石油牙轮钻头滑动轴承用钢SAE 8720经硼铬共渗处理后所得共渗层的组织形态及相结构;探讨了共渗处理工艺参数对共渗层组织的影响;时比分析了硼铬共渗层与渗硼层的脆性和耐磨性。结果表明,硼铬共渗层比渗硼层有更高的耐磨性争较小的脆性,能满足牙轮钻头滑动轴承的性能要求。     

表征牙轮钻头刮凿性能的新方法

一些文献就不同结构的钻头各有何种横向刮凿作用的问题提出的答案,既不能准确定量,在定性概念上也有严重缺点。本文在国内外首次提出了径向和切向刮凿距离、空白环带和破碎环带的面积及其分布和牙齿扫过轨迹对井底覆盖面积及真分布等概念的定义、计算程序和实例数据,为钻头设计和选择提供了良好的工具。     

牙轮钻头钻进岩石过程的数学模型和模拟方法——承力区假说与旋转压入法

根据“承力区假说”,建立了牙轮钻头钻进岩石过程的数学模型和模拟方法。利用这种模型和方法,可在计算机上实现对实际钻进过程的仿真和对牙齿载荷时间历程等的模拟。换言之,也就是借助于计算机仿真的手段,可把钻头机械钻速、牙齿载荷谱等与钻头结构设计参数、齿形和岩性联系起来。这对于牙轮钻头的研究无疑具有重大意义。