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。     

国外钻头技术新进展

分析了美国Hughes Christensen公司、Reed-Hycalog公司、Smith钻头技术公司、Varel国际公司以及国外其它钻头制造商的新型钻头产品和技术。对这些钻头的结构特点、性能特点、试验及现场应用情况分别做了描述或说明,同时对新钻头产品的设计软件和设计方法做了简要介绍。建议国内钻头制造企业加大技术开发力度,不断推出拥有自主知识产权的更新换代产品。     

流道防冲蚀钻头在新疆油田的应用

流道冲蚀是三牙轮钻头的失效形式之一，会导致钻井周期延误。流道冲蚀的直接因素是高速多相流状态下在钻头流道内发生的磨蚀和气蚀的联合作用。根据对失效钻头的分析以及室内试验结果，开发了一种流道防冲蚀钻头，在新疆油田试用了14只，无一只发生流道刺穿，达到防冲蚀效果。     

防卡防泥包润滑剂RT－005的研究及应用

介绍了具有防卡防泥包双重性能的润滑剂ＲＴ－００５的研究过程和现场应用情况。经辽河油田２９０口并应用证明，ＲＴ－００５润滑剂具有很强的防卡润滑能力，而且大幅度地降低了钻井成本。     

防卡防泥包润滑剂RT－005的研究及应用

介绍了具有防卡防泥包双重性能的润滑剂ＲＴ－００５的研究过程和现场应用情况。经辽河油田２９０口并应用证明，ＲＴ－００５润滑剂具有很强的防卡润滑能力，而且大幅度地降低了钻井成本。     

牙轮钻头滑动衬套轴承结构和材料

牙轮钻头滑动衬套轴承结构和材料陈家庆，蔡镜仑（北京石油大学北京油田新材料研究工程中心）采用滑动村套轴承的牙轮钻头是在用钻头中很重要的一种。滑动村套分为浮动村套和固定衬套两种［１］。由于轴承承载能力的高低、寿命的长短以及性能的稳定与否对轴承表面以及表层...     

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。     

金刚石钻头与牙轮钻头钻井特点对比分析

金刚石钻头与牙轮钻头在钻井中各自有着重要作用,两种钻头由于结构不同,其破岩机理、钻进特点、使用条件均不同。牙轮钻头主要靠敲击、压碎破岩、辅以剪切破岩;金刚石钻头主要靠剪切、切削破岩、辅以压碎破岩。金刚石钻头的钻压小、转速高、排量小,有利于纠斜防斜,可在高密度钻井液条件下使用,但它不能有效地钻进含燧石、黄铁矿和硅质的不均质坚硬地层。所以,在钻井中,应根据两种钻头各自的特点,采用“衔接使用法”将两种钻头配合使用,使其发挥最佳破岩效果。     

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...     

牙轮零件产品定义系统的研究

产品定义系统的集成保证了各种信息在零件设计制造过程中的高效利用，建立统一的零件信息模型正是ＣＡＤ／ＣＡＰＰ／ＣＡＭ系统集成的关键。目前普遍采用的产品定义系统大多是针对常规回转类零件的，对形状不规则的复杂零件还未能形成一套通用的描述方式。本文在详细研究牙轮外形的基础上，提出了对复杂专用零件进行特征提取的方法，对这类零件建立了相应的数据模型，实现了零件信息的交互与集成。     

ADS技术在钻头应力分析中的应用

ＡＤＳ是一种Ｃ语言编写的用于开发ＡｕｔｏＣＡＤ的应用程序系统,ＶＢ是Ｗｉｎｄｏｗｓ环境的开发工具,提供了ＶＢＡＤＳ函数。利用ＶＢＡＤＳ程序向ＡｕｔｏＣＡＤ发送命令可生成三维网面图形。阐述了应用ＶＢＡＤＳ程序建立三维图形的基本方法和程序,介绍了这种方法在三牙轮钻头应力计算和分析中的应用,并给出应用此方法绘制的三牙轮钻头滑动轴承油膜压力三维图形,以及滚动轴承直线型滚动体和直线与圆弧相交型滚动体接触应力三维图形。这种方法也可用于其它机械零件的有限元分析。     

小尺寸系列单牙轮钻头的研究与应用

根据国内、外小尺寸钻头的研究和使用状况 ,研制开发了 92 0 8～ 15 8 75mm (3 ～ 6 英寸 )的小尺寸下水眼式单牙轮钻头系列产品。介绍了该系列产品的技术特征及在油田的应用情况 ,并对该系列产品的使用特性及使用注意事项进行了总结。最后 ,对该系列产品的发展方向进行了探讨 ,提出了提高该系列产品对地层适应性的方法。     

三牙轮钻头啮合设计的新方法

针对三牙轮钻头传统的二维啮合设计方法的低效率和二维啮合图的不真实性，开发出一个三牙轮钻头啮合设计新程序。利用新程序可对啮合图上的牙齿布置进行动态联动修改，画出真实啮合间隙分布图，还可进行真实啮合间隙的计算。计算结果表明，新程序啮合设计效率比手工方法提高２０～４０倍，比人机交互法提高６～１０倍，计算出的啮合间隙是真实可信的。     

牙轮钻头超顶的运动分析

由于牙轮钻头在井底工作的复杂性 ,目前还没有从理论上建立牙轮钻头的定量运动与受力关系。在 4个基本假设的前提下 ,利用刚体运动的合成理论分析了牙轮钻头超顶布置时 ,牙轮在井底的运动规律。得出具有超顶布置钻头的牙轮在钻进过程中 ,从理论上可分解为牙轮钻头锥体绕着锥点处在井底的滚动和一个附加在锥体上的整体平动 ,前者对岩石产生压碎和冲击作用 ,后者对岩石产生剪切作用。由刚体运动合成理论得出的结论与以往的理论基本符合 ,牙轮与井底之间不存在纯滚动点     

偏心PDC钻头的研制和应用

江汉油田下第三系潜江组盐层特别发育,从潜一段到潜四段存在着大段盐岩,油浸泥岩,泥岩组成的韵律层段,以前使用牙轮钻头及常规ＰＤＣ钻头钻井该类地层,频繁地发生缩径和卡钻事故。使用偏心ＰＤＣ钻头在流动性盐岩地层中钻进,因偏心ＰＤＣ钻头能钻出超尺寸井眼,没有发生卡钻头和下部钻具组合的事故,提高了钻井速度,降低了钻井技术。     

三牙轮钻头滑动轴承浮动衬套的抗胶合试验

带浮动衬套的滑动轴承已成功应用于三牙轮钻头，因高压喷射钻井工艺的需要，钻头轴承工作条件较为恶劣，导致浮动村套产生胶合卡死牙轮。为此，对用不同材料在不同热处理状态下的浮动村套进行了抗胶合试验。结果表明，Ｈ１３钢的中温气体硫氮共渗是制造钻头轴承浮动村套较为理想的材料和处理工艺，用它代替铍青铜合金固溶时效制造浮动村套是可行的，其磨损量为铍青铜合金村套的１／３，使用中能有效地防止浮动村套胶合卡死牙轮，可延长钻头使用寿命。     

三牙轮钻头系统可靠性的预测与评估

利用三牙轮钻头的设计、加工及现场使用的数据资料，建立了三牙轮钻头系统故障树。在对系统故障树进行定性和定量分析计算的基础上，运用可靠性技术和数理统计等有关知识，对三牙轮钻头系统可靠性进行了预测与评估，并建立了牙轮钻头现场使用数据库。在评估过程中采用加权系数和补偿系数的方法，使得对三牙轮钻头可靠性的评估更具有实用性。在对钻头进行评估的同时，还可以及时发现三牙轮钻头在设计、制造及现场应用中存在的问题。     

牙轮钻头动力学模型的建立与仿真分析

在牙轮钻头几何学、运动学和钻头与岩石互作用静力学模型的基础上，对钻进过程进行适当简化后，建立了牙轮钻头动力学模型，主要包括钻头纵向动力学模型、钻头横向动力学模型和钻头扭转振动模型。在建立钻头动力学模型的基础上，完成了牙轮钻头动力学仿真分析软件的设计，利用该软件实现了对牙轮钻头动力学仿真分析计算，并与静力学模型的仿真计算结果进行分析对比，得出了影响钻头、钻柱动力学性能的因素除与钻头结构、牙齿结构、岩石性质和钻井参数有关外，还与钻具结构和钻具的组合形式有较大关系等结论。     

单齿圈牙轮钻头轮体速比的计算机仿真

为进行整个牙轮钻头轮体速比的仿真研究，先研究了单齿圈牙轮钻头轮体速比仿真。借助钻头几何学、运动学和已建立的岩石与牙齿互作用力学模型，在一定假设的基础上建立了牙齿运动和受力、牙轮扭矩、牙轮角速度和角加速度等的仿真模型。用计算机程序模拟单齿圈牙轮钻头在给定岩石中的钻进过程，得到了单齿圈牙轮转速与钻头体转速的比值（轮体速比）的变化规律。接着用软件试验探索岩石、钻压、移轴距对单齿圈牙轮钻头轮体速比的影响。仿真软件试验结果与台架实物试验结果的比较证明，这种仿真方法是可行的。