鉆頭分類常見的技術問題
2021-10-30 10:26:43
1、牙輪鉆頭的軸承有哪幾類？ 牙輪鉆頭的軸承有滾動軸承和滑動軸承兩類。
2、目前牙輪鉆頭的牙齒分哪幾類？ 目前牙輪鉆頭的牙齒有銑齒(也稱鋼齒)和硬質(zhì)合金齒(簡稱鑲齒)兩大類。
3、金剛石鉆頭的分類？
按金剛石來源可分為天然金剛石鉆頭和人造金剛石鉆頭；
按功用可分為取心鉆頭和全面鉆進鉆頭；
按鑲嵌方式可分為表鑲和孕鑲兩類；
按鉆井方式則可分為轉(zhuǎn)盤鉆井和渦輪鉆井用兩類。
4、目前鉆頭水眼有幾種？分別是什么？!
分兩種：普通鉆頭水眼，在鉆頭適當部位開孔焊上水眼；噴射式鉆頭則要在水眼處安裝硬質(zhì)合金噴嘴，且對水眼有關的鉆頭結構有特殊的要求。
5、金剛石鉆頭的結構？) 金剛石鉆頭的結構為：鋼體 、胎體、切削刃、水眼與水槽
6、怎樣確定鉆頭直徑？ 確定鉆頭直徑應根據(jù)需要，與井身結構有關。
7、怎樣確定牙輪軸線偏移值？ 確定牙輪軸線偏移值：軟地層，偏移值大，硬地層，偏移值應小 。
8、怎樣確定牙輪軸線與鉆頭軸線夾角？ 夾角β的大小影響到牙輪的空間體積大小和軸承的承受力狀況， β角增大時，相鄰兩牙輪的夾角也增加，因而牙輪體積可加大；一般β角為51°; ~59°; ，軟地層鉆頭β角較大，硬地層β角小。
9、怎樣確定牙輪的形狀？ 牙輪形狀應能在有限空間內(nèi)盡量加大牙輪的體積，這樣可以加大軸承的尺寸，使軸承有較的的工能力，并保證輪殼有足夠的厚度以免斷裂。同時在牙輪的外表可以布置更多的牙齒，以延長切削部分的壽命。
10、牙輪的形狀有幾種？ 形狀有兩種：即單錐牙輪和復錐牙輪，硬地層使用單錐，軟地層使用復錐牙輪。
11、牙輪的布置有幾種？ 牙輪的布置主要有三種： （1）牙輪軸線、主錐母線交于鉆頭中心線，主錐不超頂； （2）牙輪軸線交于鉆頭軸線，但主錐超頂； （3）牙輪軸線偏移，牙輪可自洗。
12、牙輪上牙齒怎樣布置比較合理？ 牙齒在牙輪上的排列布置直接影響鉆頭的鉆進效率，因此是非常重要的。 （1）在鉆頭每轉(zhuǎn)一周中，牙齒應全部破碎井底。 （2） 牙輪在重復滾動時應使牙齒不致落入別的齒已破碎的舊坑內(nèi)，因此應使鉆頭轉(zhuǎn)動一周每個齒圈在井底滾動的周長與齒距之比值不為整數(shù)，且各齒圈之距不應大于井底破碎坑之寬。 （3） 各牙輪齒圈上的牙齒數(shù)應使每齒均勻地承擔破碎井底巖石的任務，因此外圈齒數(shù)應多些，內(nèi)圈齒數(shù)可少些。
13、常用全面鉆進鉆頭有幾種類型，適用條件有四類。 （1） 刮刀鉆頭適用松軟地層，無礫石和夾層，剪切破巖； （2） 牙輪鉆頭適用軟、中、硬和硬地層，擠壓破巖； （3） PDC鉆頭適用軟到中硬地層，巖性較均勻，剪切破巖； （4） 金剛石鉆頭適用硬和極硬地層，研磨破碎。
14、鋼體的結構？ 鋼體上部車有螺紋連接鉆具，下部與胎體燒結在一起。剛體有一體式的，也有由兩部分構成的，即上部為合金鋼車有螺紋，下部為低碳鋼連接胎體。鋼體上下兩部分以螺紋連接在一起然后焊死。
15、胎體的結構？ 胎體是鑲嵌金剛石顆粒的基體，是由一定粒度的硬質(zhì)合金粉加上適當?shù)囊兹劢饘僮髡澈蟿瑝褐茻Y面而成。胎體形狀即工作剖面，主要是指工作面的幾何形狀和工作面積的大小，是根據(jù)適用不同巖性而設計的。
16、金剛石鉆頭的切削刃根據(jù)金剛石顆粒鑲裝在胎體上有哪幾種形式？分別是什么？
金剛石鉆頭的切削刃根據(jù)金剛石顆粒鑲裝在胎體上的形式有表鑲式、孕鑲式和表孕鑲式三種：表鑲式、孕鑲式和表孕鑲式。
表鑲式：把金剛石顆粒只鑲在胎體表面上層。顆粒大?。?.5~1.5粒/克拉，出刃高度：1/3~1/4，棱角不宜尖銳，以免鉆進中崩裂。
孕鑲式：把金剛石顆粒均勻分布在鉆頭工作面胎體金屬層的一定厚度層內(nèi)，隨胎體磨損，金剛石顆粒不斷露出而不斷磨削巖石，并不斷自銳，不斷磨損，直到金剛石磨完為止。顆粒粒度：20~200粒/克拉，棱角越大越好，孕鑲層厚度：2~12mm。
表孕鑲式：是在表鑲式鉆頭工作面上薄弱部分的胎體內(nèi)，孕鑲一層金剛石。破碎效果好，壽命長。
17、金剛石在鉆頭工作面上有幾種排布方式？分別是什么？
金剛石在鉆頭工作面上的排布方式：
交錯排列法（軟到中硬地層）、圓周排列法（硬地層）、脊圈排列法（堅硬地層）
18、水眼和水槽的布置原則是什么？
水眼和水槽的布置原則是：使金剛石鉆頭在鉆進過程中，保證供給鉆頭工作面足夠的水力能量，既能清除巖屑，又能很好地冷卻和潤滑鉆頭上的金剛石。用于軟到中硬地層的金剛石鉆頭，由于其工作面小，金剛石顆粒粗而稀，鉆進時鉆速快，巖屑多而粗，因此水槽應寬而少。而對于硬和堅硬地層，由于鉆頭工作面大、金剛石顆粒細而密，且出刃低，鉆壓大，水槽則應多、密、窄。
19、表鑲式金剛石鉆頭通常采用的水槽結構大體上可分為幾種方式？ 表鑲式金剛石鉆頭通常采用的水槽結構大體上可分為：逼壓式水槽、輻射形水槽、輻射形逼壓式水槽和螺旋形水槽四種。
20、何謂魚尾形？其特點是什么？適用范圍是什么？
魚尾形是指翼片很長，增加了復合片出刃高度，增加了鉆頭冠部與地層之間的間隙，使巖屑易于排向環(huán)形空間不致于粘附于鉆頭體，有利于射流的清洗。
特點：能減少泥包和與泥包相關的鉆井問題。 適用范圍：轉(zhuǎn)盤鉆井的直井和定向鉆井，鉆進粘性極高的泥頁巖層。
21、何謂淺錐形？其特點是什么？適用范圍是什么？
淺錐形是指有一個帶錐度的冠部，冠頂相當圓頓?？梢允广@頭外側布置更多數(shù)量的切削齒。 特點：鉆頭的磨損更為平衡。 適用范圍：轉(zhuǎn)盤鉆井、井下動力鉆井及定向鉆井都比較穩(wěn)定，最適合于鉆可能遇到硬夾層的地區(qū)。
22、何謂短拋物線形？其特點是什么？適用范圍是什么？
短拋物線形是指冠部面積最小，水力能量集中，易于清洗。其外形有較長的保徑齒，能適當扶正。復合片密度不宜過大。
特點：快速鉆進中，能保持方位和井斜。 適用范圍：只適用于鉆盤鉆井，鉆進夾層。
23、何謂拋物線形？其特點是什么？適用范圍是什么？
拋物線形是指冠部載荷分布均勻，無明顯載荷過渡區(qū)，載荷不致過分集中。這種冠部外形可使鉆頭及規(guī)徑部位布更多的切削齒。
特點：具有良好的壽命；要求較高的流量和水力能量來實現(xiàn)清洗和冷卻，鉆頭的鼻部在鉆夾層時易受損壞。
適用范圍：高速井下動力鉆進。
24、什么是刃尖角β？
刀翼尖端前后刃之間的夾角，它表示刀翼的尖銳程度。
25、刃尖角β的確定原則？
在保證刀翼有足夠強度的條件下，盡可能減小β角。一般巖石軟時： β角可以稍小，平均β角為10°左右，甚至小到8°~9°；巖石較硬時， β角適當增大，平均β角為12°~15°；夾層多，井又較深時， β角應適當增大。
26、什么是切削角α？
刀翼前刃和水平面之間的夾角。
27、切削角α的確定原則？
其它條件一定時， α角越大，吃入深度越深，但如α角過大，刃前巖石破碎困難，鉆進時的蹩勁大。 α角的大小應根據(jù)巖石性質(zhì)來確定，一般軟地層α角取小一些，硬地層α角取大一些。 松軟地層： α=70°；軟地層： α=70°~80°；中硬地層： α=80°~85°。
28、什么是刃前角φ？
刃前角φ與切削角互為補角(φ=90°-α)。
29、什么是刃后角ψ？
刃后角ψ=α-β，當α角和β角確定后，刃后角就確定了。
30、什么是井底角？
和井眼軸線垂直的平面與實際井底平面間的夾角。
31、刃后角與井底角的關系？
刃后角必須大于井底角，如果刃后角小于井底角，刀翼以正螺旋面吃入切削地層，刀翼背部將直接和井底接觸，將增加刀翼的承壓面，影響鉆速。
