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，因此應使鉆頭轉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，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應使每齒均勻地承擔破碎井底巖石的任務，因此外圈齒數應多些，內圈齒數可少些。
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合金粉加上適當的易熔金屬作粘合劑，壓制燒結面而成。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，是根據適用不同巖性而設計的。
16、金剛石鉆頭的切削刃根據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。顆粒大小：0.5~1.5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，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，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。可以使鉆頭外側布置更多數量的切削齒。 特點：鉆頭的磨損更為平衡。 適用范圍：轉盤鉆井、井下動力鉆井及定向鉆井都比較穩定，最適合于鉆可能遇到硬夾層的地區。
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，載荷不致過分集中。這種冠部外形可使鉆頭及規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角的大小應根據巖石性質來確定，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。
