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鉆頭分類常見(jiàn)的技術(shù)問(wèn)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(dòng)軸承和滑動(dòng)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(jiǎn)稱鑲齒)兩大類。 

3、金剛石鉆頭的分類? 

      按金剛石來(lái)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(jìn)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(pán)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(dāng)部位開(kāi)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(duì)水眼有關(guān)的鉆頭結(jié)構(gòu)有特殊的要求。 

5、金剛石鉆頭的結(jié)構(gòu)?) 金剛石鉆頭的結(jié)構(gòu)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(yīng)根據(jù)需要,與井身結(jié)構(gòu)有關(guān)。 

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(yīng)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(shí),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(yīng)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(shí)在牙輪的外表可以布置更多的牙齒,以延長(zhǎng)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(fù)錐牙輪,硬地層使用單錐,軟地層使用復(fù)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(jìn)效率,因此是非常重要的。 (1)在鉆頭每轉(zhuǎn)一周中,牙齒應(yīng)全部破碎井底。 (2) 牙輪在重復(fù)滾動(dòng)時(shí)應(yīng)使牙齒不致落入別的齒已破碎的舊坑內(nèi),因此應(yīng)使鉆頭轉(zhuǎn)動(dòng)一周每個(gè)齒圈在井底滾動(dòng)的周長(zhǎng)與齒距之比值不為整數(shù),且各齒圈之距不應(yīng)大于井底破碎坑之寬。 (3) 各牙輪齒圈上的牙齒數(shù)應(yīng)使每齒均勻地承擔(dān)破碎井底巖石的任務(wù),因此外圈齒數(shù)應(yīng)多些,內(nèi)圈齒數(shù)可少些。 

13、常用全面鉆進(jìn)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(wú)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(jié)構(gòu)? 鋼體上部車有螺紋連接鉆具,下部與胎體燒結(jié)在一起。剛體有一體式的,也有由兩部分構(gòu)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(jié)構(gòu)? 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(dāng)?shù)囊兹劢饘僮髡澈蟿?,壓制燒結(jié)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(shè)計(jì)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(jìn)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(zhǎng)。 

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(cuò)排列法(軟到中硬地層)、圓周排列法(硬地層)、脊圈排列法(堅(jiān)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(jìn)過(guò)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(rùn)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(jìn)時(shí)鉆速快,巖屑多而粗,因此水槽應(yīng)寬而少。而對(duì)于硬和堅(jiān)硬地層,由于鉆頭工作面大、金剛石顆粒細(xì)而密,且出刃低,鉆壓大,水槽則應(yīng)多、密、窄。 

19、表鑲式金剛石鉆頭通常采用的水槽結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(yú)尾形?其特點(diǎn)是什么?適用范圍是什么? 

      魚(yú)尾形是指翼片很長(zhǎng),增加了復(fù)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(diǎn):能減少泥包和與泥包相關(guān)的鉆井問(wèn)題。 適用范圍:轉(zhuǎn)盤(pán)鉆井的直井和定向鉆井,鉆進(jìn)粘性極高的泥頁(yè)巖層。

21、何謂淺錐形?其特點(diǎn)是什么?適用范圍是什么?   

      淺錐形是指有一個(gè)帶錐度的冠部,冠頂相當(dāng)圓頓??梢允广@頭外側(cè)布置更多數(shù)量的切削齒。 特點(diǎn):鉆頭的磨損更為平衡。 適用范圍:轉(zhuǎn)盤(pán)鉆井、井下動(dòng)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(diǎn)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(zhǎng)的保徑齒,能適當(dāng)扶正。復(fù)合片密度不宜過(guò)大。 

      特點(diǎn):快速鉆進(jìn)中,能保持方位和井斜。 適用范圍:只適用于鉆盤(pán)鉆井,鉆進(jìn)夾層。 

23、何謂拋物線形?其特點(diǎn)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(wú)明顯載荷過(guò)渡區(qū),載荷不致過(guò)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(diǎn):具有良好的壽命;要求較高的流量和水力能量來(lái)實(shí)現(xiàn)清洗和冷卻,鉆頭的鼻部在鉆夾層時(shí)易受損壞。   

      適用范圍:高速井下動(dòng)力鉆進(jìn)。 

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(qiáng)度的條件下,盡可能減小β角。一般巖石軟時(shí): 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(shí), β角適當(dāng)增大,平均β角為12°~15°;夾層多,井又較深時(shí), β角應(yīng)適當(dāng)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(shí), α角越大,吃入深度越深,但如α角過(guò)大,刃前巖石破碎困難,鉆進(jìn)時(shí)的蹩勁大。 α角的大小應(yīng)根據(jù)巖石性質(zhì)來(lái)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(bǔ)角(φ=90°-α)。 

29、什么是刃后角ψ?   

      刃后角ψ=α-β,當(dāng)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(shí)際井底平面間的夾角。 

31、刃后角與井底角的關(guān)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。