牙轮钻头选型原则
牙轮钻机选型
牙轮钻机设备选型1.已知：表一矿山深孔爆破参数及钻机数量计算表单位东采场西采场备注矿石岩石矿石岩石矿石硬度f=6～12凿岩量万t 588 4165 882 5390 岩石硬度f=5～10年爆破量万3m163.52 1340.95 245.27 1735.35段高m12 12 12 12孔径mm 310mm孔距m 7.5 8 7.5 8排距m 5.5 6 5.5 6孔深m 14 14 14 14 超深2m延米爆破量3m/m35.36 41.14 35.36 41.14延米爆破质量t/m 125.42 127.67 125.42 127.67年穿孔米数万m 4.87 34.31 7.3 44.4 5%废孔率总计万m39.18 51.7年穿孔个数个3477 24506 5216 31713 总计个27983 36929钻机效率万m/ 台年计算台数台合计台数台选取台数台 5 62.要求：（1）按照前面所学知识将表格中的孔填全，并编写计算分析的说明书。
（2）附加一份钻机论文（写出论文的解决问题的核心部分）3.选型原则：（1）牙轮钻机是露天矿技术先进的钻孔设备，适用于各种硬度岩石的钻孔作业，设计大中型矿山设备首选牙轮钻机（2）中硬以上硬度的矿岩选用选用牙轮钻机钻孔优于其他钻孔设备。
（3）在满足矿山年钻孔量的同时，牙轮钻机选型还要保证设计生产要求的钻孔直径、孔深、倾角及其他参数。
（4）根据矿区自然地理条件选择设备及配套部件。
（5）动力条件。
一般选用电动（经济）。
（6）工作可靠，寿命长，价格便宜，零部件供货周期长，应进行综合分析对比。
4.钻机预选：表二炮孔直径岩石硬度中硬坚硬极硬270-310 60-R（Ⅲ）YZ-5560-R（Ⅲ）KY-310YZ-2560-R（Ⅲ）KY-310YZ-25310-380 YZ-5560-R（Ⅲ）Z-5560-R（Ⅲ）YZ-5560-R（Ⅲ）根据以上选型原则以及已知条件可以预选钻机为KY-310型或YZ-55型5.钻机的工作参数：表三名称KY-310 YZ-55 钻孔直径/mm 250～310 310-380钻孔深度/m 17.5 19 钻孔方向/（°）90°90°最大轴压/KN 450 550钻进速度/m·min-1交流～0.98 0~1.2 直流0～4.5 0~2回转转速/m·min-10～100 0~120 回转扭矩/N·m 7210 8330 提升速度//m·min-10～11.87～20 30 行走速度/km·h-10～0.63 0~1.1 爬坡能力/（°）12 25 排渣风量/m3·min-140 37 排渣风压/MPa 0.35 2.74外形尺寸（长×宽×高）/m ×m×m 钻架竖起时13.838×5.695×26.326 14.25×6.11×27.08钻架放倒时26.606×5.695×7.620 27.03×6.11×7.55整机重量/t 123 140 1.轴压力fDP)07.0~06.0(=式中f----岩石坚固性系数；D----钻头直径(1)矿石中钻具的轴压力矿石的坚固性系数f为6～12，此时f取12P=0.07×12×310=260.4kN(2)岩石中钻具的轴压力岩石的坚固性系数为5～10，此时取10=P0.07×10×310=217kN2.钻具转矩M=29.6kD 1.5P式中 k-----岩石特性系数，见岩石特性系数表； P-----轴压力，kN (1)矿石中钻具的转矩M=29.6×10×-510×310× 1.5260.4=3855.8N.m (2)岩石中钻具的转矩M=29.6×10×-510×310× 1.5217=2933.2N.m表四 岩石特性系数表 岩石种类 最软 软 中软 中 硬 最硬 抗压强度 /M a P——17.5 56 210 475 k14×-510 12×-51010×-5108×-5106×-5104×-5103.排渣风量式中 b----岩渣的最大粒度，mm ；取5mm ρ----岩石密度，kg/3mQ= 22660πk (D d )v410-⨯ 式中 k----考虑漏风系数，取k=1.1～1.5,此时取1.3d----钻杆外径，mmQ=22660 3.14 1.5(310290)10.5410⨯⨯⨯-⨯⨯=8.93m /min 根据以上经验公式可以计算出钻出该大小的孔所需的钻机的工作参数表五 牙轮钻机工作参数钻孔扭矩/N ·m -1轴压力/KN排查风量/m ³·min -1矿石 3855.8 260.48.9岩石2933.2270根据计算的出的数据与钻机规格参数对比，可知选钻机KY-300较为合适5.选型计算： 1.钻孔速度v=3.75Pn fD式中 P----轴压力 D----钻孔直径f----岩石坚固性系数 n----钻具钻速2.台班生产能力0.6bb bV vT η=式中b V —— 牙轮钻机台班生产能力，m/(台.班)； v ——牙轮钻机的钻进速度，cm/min; b T ——每班工作时间，h ；ηb ——钻机台班时间利用系数，取0.4～0.5；3.台年综合效率3a b a V V Nη=⨯⨯⨯式中a V ——牙轮钻机的台年钻机效率，万m/台年；a η——牙轮钻机的年工作利用率，一般取，0.8； N ——一年所有的工作日，取360；4.设备数量N=1QQ q (1e)-式中 Q ---设计的矿山年采剥总量，t 1Q ---每台牙轮钻机的年穿孔效率。
钻头选择的一般原则
钻头选择的一般原则概述钻头是工业中常用的切削工具，选择适合的钻头能够提高工作效率并保障工件质量。
本文将介绍钻头选择的一般原则，以帮助您在工作中做出更明智的选择。
原则一：工件材料不同的工件材料需要选择不同类型的钻头。
常见的工件材料包括金属、木材、石材、塑料等。
对于金属材料，硬质合金钻头是常用的选择；对于木材，麻花钻头或木工钻头是常用的选择；对于石材，使用镶钻的电动钻头是常用的选择；对于塑料，钻头的选择则取决于塑料的硬度和特性。
原则二：孔径要求不同的工作需求需要选择不同孔径的钻头。
通常情况下，钻头尺寸与孔径直径成正比。
在选择钻头时，需要根据工作需要确定所需的孔径范围，并选择对应的钻头。
原则三：加工方式加工方式也是选择钻头的重要考虑因素。
常见的加工方式包括手持钻孔、电钻孔、立式钻削等。
对于手持钻孔，需要选择手持钻头；对于电钻孔，需要选择电动钻头；对于立式钻削，需使用立式钻头。
选择合适的钻头将有助于提高加工效率和精度。
原则四：工作环境工作环境也需要考虑，因为环境的特点将影响钻头的选择。
例如，在高温环境下，需要选择具有较高耐热性能的钻头；在潮湿环境下，需要选择具有防锈防腐蚀能力的钻头。
因此，在选择钻头时，需要充分了解工作环境的特点，并选择符合要求的钻头。
原则五：经济性考虑在选择钻头时，也需要考虑经济性。
较高质量的钻头可能价格更高，但其寿命更长，工作效率更高。
因此，根据具体需求，需要权衡价格和性能，并选择性价比较高的钻头。
总结钻头选择的一般原则包括考虑工件材料、孔径要求、加工方式、工作环境和经济性等因素。
根据这些原则选择合适的钻头能够提高工作效率、减少工作成本，并保障工件质量。
以上是钻头选择的一般原则，希望能对您在工作中做出合理选择提供帮助。
牙轮钻头类型的选择
牙轮钻头类型的选择钻头类型的选型对钻井速度影响很大，往往由于钻头选型不当，使得钻井速度慢成本高。
正确的选择钻头，一方面要对现有钻头的工作原理与结构特点清楚的了解，另一方面还应对所钻进的地层岩石物理机械能有充分的认识，地层岩石物理机械性能主要是指岩石的硬度，塑脆性，研磨性，可钻性以及埋藏深度，上覆岩层压力，孔隙压力与渗透性等岩层性质的了解，由于即使同一种岩性，其物理机械性能差别也很大，所以仅根据岩性按钻头产品目录来确定钻头类型是不够全面的，还应收集邻近井相同地层钻过的钻头资料及上一个钻头的磨损分析，结合本井的具体情况来选择。
1.研磨性地层的选型：研磨性地层会使牙齿过快磨损，机械钻速降低很快，钻头进尺少，特别会磨损钻头的规径齿以及牙轮背锥与爪尖，使钻头直径磨小轴承外露，加速钻头的损坏，这时最好选用镶齿钻头。
2.浅井段与深井段钻头的类型的选择：为了达到最好的经济效果，在浅井段应选用机械钻速较高类型的钻头，深井段应该考虑使用寿命长的钻头。
如上部的松软地层可选用喷射式的P1或P2型钻头，深部的软地层可选用简易滑动喷射式H P2型钻头，这样可达到降低每米成本的目的，特别是在海洋钻井与钻机成本较高的井队，经济效果更为明显。
3.深部软地层的选型：根据生产实践知道,约在3000米以下井深遇到泥岩，页岩等软地层岩石时，往往选用硬地层钻头时，钻头机械钻速很低，如使用软地层钻头钻进时，又易造成过多断齿的现象，人们形象地称这种地层为”橡皮地层”，这是由于软岩石在深部处于各向高压状态时，岩石物理机械能就要改变，岩石的硬度增大，塑性也增大。
因而使用主要靠冲击破碎岩石的硬地层钻头类型时，破碎岩石效果差，机械钻速慢，而用软地层钻头加大刮挤作用来破碎岩石时，易断齿，钻头使用寿命短，所以这时最好方法是用低固相优质轻泥浆，选择中硬地层钻头类型，往往效果较好。
4.易井斜地层的选型：地层倾角较大是造成井斜的客观因素，而下部钻柱的弯曲与钻头类型选择不当，是造成井斜的技术因素。
牙轮钻机选型
露天矿牙轮钻机选型1、已知条件：见附表2、选型原则：2.1 牙轮钻机是露天矿技术先进的钻孔设备，使用于各种硬度矿岩的钻孔作业，设计大中型矿山设备首选牙轮钻机。
2.2中硬以上硬度的矿岩选用牙轮钻机钻孔优于其他钻孔设备。
2.3在满足矿山年钻孔量的同时，牙轮钻机选型还要保证设计生产要求的钻孔直径、孔深、倾角及其他参数。
2.4根据矿区自然地理条件选择设备及配套部件。
2.5动力条件。
一般选用电动（经济）。
2.6工作可靠，寿命长，价格便宜，零部件供货周期长，应综合分析对比。
3、设备匹配3.1 钻具钻速：n=60dλt Z D式中d----牙轮大端直径3.2 轴压力P=（0.06～0.07）fD式中 f----岩石坚固性系数；D-----钻头直径3.2.1 矿石中钻具的轴压力矿石的坚固性系数f为6～12，此时f取12 P=0.07×12×310=260.4kN3.2.2岩石中钻具的轴压力岩石的坚固性系数为5～10，此时取10P=0.07×10×310=217kN3.3钻具转矩M=29.6kD1.5P式中 k-----岩石特性系数，见岩石特性系数表； P-----轴压力，kN3.3.1矿石中钻具的转矩M=29.6×10×-510×310×1.5260.4=3855.8N.m3.3.2岩石中钻具的转矩M=29.6×10×-510×310×1.5217=2933.2N.m3.4排渣风量式中 b----岩渣的最大粒度，mm ；取5mmρ----岩石密度，kg/3mQ= 22660πk (D d )v410-⨯ 式中 k----考虑漏风系数，取k=1.1～1.5,此时取1.3d----钻杆外径，mmQ=226603.141.5(310290)10.5410⨯⨯⨯-⨯⨯=8.93m /min 岩石特性系数表岩石种类 最软 软 中软 中 硬 最硬 抗压强度 /M a P ——17.5 56 210 475 k 14×-510 12×-51010×-5108×-5106×-5104×-5104 钻机的选择根据以上计算选择的钻机技术参数如下所示：KY-310A 牙轮钻机主要技术参数性能 孔径 /mm 钻孔深度 /m 钻孔方向(°)最大 轴压kN 钻进 速度 /m.1m i n - 回转 钻速 /r.1m i n - 回转 扭矩 /N.m 排渣 风量 3m .min 行走速度km/h基本参数 310 18 90 490 0～4.5 0～1007477400～ 0.635 钻机台数确定 钻孔速度 v=3.75P n f D式中 P----轴压力 D----钻孔直径f----岩石坚固性系数 n----钻具钻速 钻孔效率b v =0.6v b T η式中 b v ----台班生产能力 b T -----钻机班时间η-----钻机班台世间利用率，取0.8 N=1QQq (1e )-式中 Q ---设计的矿山年采剥总量，t 1Q ---每台牙轮钻机的年穿孔效率。
牙轮钻头的选型分析
牙轮钻头的选型分析杨全;张智;李海洋【摘要】钻头选型的正确与否直接关系到钻井进度和成本的控制,所以选择与地层和工具相匹配的钻头型号非常关键.结合地层抗压强度的资料,临井钻井的钻头使用情况及磨损分析提出牙轮钻头的选型方案.提出初次选型要考虑地层物性参数和临井使用钻头资料,根据这两个途径来进行钻头合理化选择;二次选型方案中重点分析钻头磨损,找出原因,为后续作业中钻头选择提供有力支持.【期刊名称】《重庆科技学院学报（自然科学版）》【年(卷),期】2012(014)005【总页数】4页(P122-125)【关键词】牙轮钻头;地层硬度;磨损分析【作者】杨全;张智;李海洋【作者单位】威锐国际公司中国区(北京),北京100025;西南石油大学,成都610500;西南石油大学,成都610500【正文语种】中文【中图分类】TE922钻头是钻井行业中最前沿且技术要求最高的工具之一，钻头的合理选型对提高钻进速度，降低钻井综合成本起着重要作用。
目前,钻头选型方法大致可概括为3种:一是钻头使用效果评价法；二是岩石力学参数法；三是综合法。
钻头使用效果评价法把反映钻头使用效果的一个或多个指标作为钻头选型的依据；岩石力学参数法根据待钻地层的某一个或几个岩石力学参数,结合钻头厂家的使用说明进行钻头选型；综合法把钻头使用效果和地层岩石力学性质结合起来进行选型。
本文以综合法来进行牙轮钻头选型分析。
我们对一个新的地区和区块进行开发作业时，首先要了解地层，包括可钻性的预测和钻头的合理选型。
钻头选型的正确与否直接关系到钻井进度和成本的控制。
所以，选择与地层和工具相匹配的钻头型号非常关键。
目前可以从DBOS系统,地质录井图,地层硬度和IADC对照表3个方面判断与分析钻头选型问题。
地层分析系统：根据距离较近的已钻井的测井资料（声波和伽马等）来做地层的抗压强度分析；威锐钻头公司的UCS二维抗压强度曲线，能较直观的反应地层硬度和研磨及冲击力等情况。
pdc钻头分析
PDC钻头英文：Polycrystalline Diamond Compact聚晶金刚石复合片钻头的简称。
是石油钻井行业常用的一种钻井工具。
PDC产品性能不断改进。
在过去的几年间，PDC切削齿的质量和类型都发生了巨大的变化。
如果将２０世纪８０年代的齿与当今的齿进行比较的话，差异是相当大的。
由于混合工艺与制造工艺的变化，当今的切削齿的质量性能要好得多，使钻头的抗冲蚀以及抗冲击能力都大为提高。
工程师们还对碳化钨基片与人造金刚石之间的界面进行了优化，以提高切削齿的韧性。
层状金刚石工艺方面的革新也被用于提高产品的抗磨蚀性和热稳定性。
除了材料和制造工艺方面的发展以外，PDC产品在齿的设计技术和布齿方面也实现了重大的突破。
现在，PDC产品已可被用于以前所不能应用的地区，如更硬、磨蚀性更强和多变的地层。
这种向新领域中的扩展，对金刚石（固定切削齿）钻头和牙轮钻头之间的平衡发生了很大的影响。
8-1/2TD164A 4刀翼PDC钻头2TD194B 4刀翼PDC钻头8-1/2TD165A 5刀翼PDC钻头8-1/2TD196A 6刀翼PDC钻头9TD195A5刀翼PDC钻头9-1/2TD166A 6刀翼PDC钻头最初，PDC 钻头只能被用于软页岩地层中，原因是硬的夹层会损坏钻头。
但由于新技术的出现以及结构的变化，目前PDC 钻头已能够用于钻硬夹层和长段的硬岩地层了。
PDC 钻头正越来越多地为人们所选用，特别是随着PDC 齿质量的不断提高，这种情况越发凸显。
由于钻头设计和齿的改进，PDC 钻头的可定向性也随之提高，这进一步削弱了过去在马达钻井中牙轮钻头的优势。
目前，PDC 钻头每天都在许多地层的钻井应用中排挤掉牙轮钻头的市场。
PDC 钻头厚层砾岩钻进技术探索与实践:为了降低海上钻井作业成本、提高作业效率,开发了PDC 钻头厚层砾岩钻进技术.在保持普通PDC 钻头快速切削性能的基础上,通过优选新型高强度PDC 切削 齿、改进钻头切削结构提高钻头的整体强度,通过采用后倾角渐变、力平衡设计、加强切削齿保护等方法提高钻头的稳定性,并且在使用中通过优化钻具组合、采用 合理的钻井参数和"中低排量-中低转速-中高钻压"的平稳钻进模式预防PDC 钻头在砾岩段的先期破坏,有效延长了钻头在砾岩钻进中的寿命.应用该技术实现 了用PDC 钻头在辽东湾一次性钻穿馆陶组和东营组上部疏松地层中垂厚近80 m 的砾岩段,有的井钻穿砾岩段后又直接钻下部中硬地层至完钻井深.采用PDC 钻头厚层砾岩钻进技术,可以大量节省海上钻井作业时间,显著降低钻井费用.PDC 钻头工程技术措施石油钻井装备:1）、首先做好PDC 钻头的选型工作，钻头水眼、流道设计应利于排屑；2）、下入PDC 钻头之前，应充分循环泥浆，清洗井眼，防止起钻后滞留在井眼内的钻屑继续水化分散；3)、下钻时钻头不断刮削井壁，井壁上的泥饼或滞留于井内的钻屑会在钻头下堆积，到一定程度便会压实在钻头上，那么下钻中途进行循环，将钻头 冲洗干净也是有其必要的；4）、下钻过程中还应适当控制速度，防止钻头突然冲入砂桥，钻进一堆烂泥中；另外如果速度恰当，PDC 钻头会顺着上一只钻头所钻的螺旋形井眼轨道行 进，而不是在井壁上划拉下大量泥饼。
钻头的选型
钻头类型定性选择原则（1）根据地层条件、钻井方式、井眼轨迹控制要求、井眼尺寸以及地质要求选择合适的钻头类型。
（2）在多种类型钻头都适宜的情况下，要选择机械钻速高、寿命长、安全性好的钻头。
（3）在软至中硬地层，PDC钻头和牙轮钻头都可选用；如果地层均质，应尽量选用PDC钻头。
因为PDC钻头机械钻速高，安全可靠。
如果地层破碎，软硬变化频繁夹层多，应该选用牙轮钻头。
因为在这样的地层，PDC钻头易发生冲击破坏，影响钻头使用效果。
2.3牙轮钻头选型原则牙轮钻头的设计参数（包括齿高、齿距、齿宽、移轴距、牙轮布置等等），是根据不同地层的需要设计的，因此应根据不同的地层选用不同的钻头。
（1）地层的软硬层度和研磨性地层的岩性和软硬不同，对钻头的要求及破碎机理也不同。
软地层应选择兼有移轴、超顶、复锥三种结构，牙轮齿形较大、较尖，齿数较少的铣齿或镶齿钻头，以充分发挥钻头的剪切破岩作用；随着岩石硬度增大，选择钻头的上诉三种结构值相应减少，牙齿也要减短加密。
研磨性地层会使牙齿过快磨损，机械钻速迅速降低，钻头进尺少，特别容易磨损钻头的保径齿、背锥以及牙掌的掌尖，使钻头直径磨小，更严重的是会使轴承外漏、轴承密封失效，加速钻头损坏。
因此，钻研磨性地层，应该选用有保径齿的镶齿钻头。
（2）井深浅井段岩石一般较软，同时起下钻所需时间较短，应选用能获得较高机械钻速的钻头。
深井段地层一般较硬，起下钻时间较长，应选用较高总进尺（钻头寿命长）的钻头。
（3）地层的自然造斜性能在易斜地层钻进时，地层因素是造成井斜的客观原因，而下部钻柱的弯曲以及钻头的选型不当则是造成井斜的技术因素。
在易井斜地层钻进，应选用不移轴或移轴量小的钻头；同时，在保证移轴小的前提下，所选的钻头适应的地层比所钻地层稍软一些，这样可以在较低的钻压下提高机械钻速。
（4）地层的均质性在软硬交错地层钻进时，一般应按其中较硬的岩石选择钻头，这样既在软地层中有较高的机械钻速，也可以顺利地钻穿硬地层。
牙轮转机
牙轮钻机设备选型1.已知条件：见附表2.选型原则：①牙轮钻机是露天矿技术先进的钻孔设备，适用于各种硬度岩石的钻孔作业，设计大中型矿山设备首选牙轮钻机。
②中硬以上硬度的矿岩选用选用牙轮钻机钻孔优于其他钻孔设备。
③在满足矿山年钻孔量的同时，牙轮钻机选型还要保证设计生产要求的钻孔直径、孔深、倾角及其他参数。
④根据矿区自然地理条件选择设备及配套部件。
⑤动力条件。
一般选用电动（经济）。
⑥工作可靠，寿命长，价格便宜，零部件供货周期长，应进行综合分析对比。
3.设备匹配：3.1轴压力P=（0.06～0.07）fD式中：P——轴压力，kN；f——岩石的坚固性系数；D——钻头的直径，mm；；3.2钻孔速度3.75Pn fDν=⨯式中： v——牙轮钻机钻进速度，cm/minn—钻具的转速，r/min；3.3钻机效率0.6bbbVvT η=式中： V b —— 牙轮钻机台班生产能力，m/(台.班)； v ——牙轮钻机的钻进速度，cm/min; T b ——每班工作时间，h ；ηb ——钻机台班时间利用系数，取0.83.4钻机数量的确定1Q N Q .q(1-e)=式中： Q ——设计的矿山年采剥总量，t ；Q 1———每台牙轮钻机的年穿孔效率，m/a ； q ——每米炮孔的爆破量，t/m ； e ——费孔率，一般取5%；4.计算过程：4.1对于矿石： 4.1.1轴压力当系数取0.07时有P=0.07×10×310=217KN 4.1.2钻孔速度当n=95r/min 时有V=3.75×217×95/（10×310）=24.94cm/min 4.1.3钻机效率Vb=0.6×（24.93 /100）×8×60×0.8=57.44m 4.1.4钻机数量的确定Q 1=57.44×3×300=51695m/a 东采场：N=)05.01(42.125516955880000-⨯⨯=0.95台取N=1台 西采场：N=)05.01(42.125516950000882-⨯⨯=1.43台取N=2台4.2对于岩石：4.2.1轴压力当系数取0.07时有P=0.07×12×310=260.4KN 4.2.2钻孔速度当n=80r/min 时有V=3.75×260.4×80/（10×310）=25.2cm/min 4.2.3钻机效率Vb=0.6×（25.2 /100）×8×60×0.8=58.06m 4.2.4钻机数量的确定Q 1=58.06×3×300=52254m/a 东采场：N=)05.01(68.1275225441650000-⨯⨯=6.57台西采场： N=)05.01(68.1275225453900000-⨯⨯=8.5台4.3综上所计算：4.3.1本次设计所选用的牙轮钻机为KY-310型号 4.3.2东采区共配有0.95+6.57=7.52台，取8台 4.3.3西采区共配有1.43+8.5=9.93台，取10台5、 KY-310型牙轮钻机型号表KY -310型牙轮钻机技术特征名称特征参数 适应岩石硬度（f ） 5~20 钻孔直径/m 250~310 钻孔深度/m17.5钻孔方向/（°） 90（垂直） 最大轴压/kN 交流 500 直流310 钻进速度/m ·min -1 交流0~0.98 直流 0~0.45 回转速度/ m ·min -1 0~100 回转扭矩/N ·m 7210提升速度/ m ·min -10~11.87~20 行走方式 液压驱动履带 行走速度/km ·h -1 0~0.63 爬坡能力/（°） 12 接地比压/MPa 0.05除尘方式 干湿任选 空压机类型螺杆式排渣风量/m3·min-140 排渣风压0.35 装机功率/kW 450外形尺寸（长*宽*高）/m*m*m 钻架竖起时13838*5.695*26.326 钻架放到时26.606*5.695*7.620整机重量/t 1236、产品描述：KY-310型钻机由钻架和机架、回转供风机构、加压提升机构、接卸及存入钻杆机构、行走机构、除尘装置以及压气系统和液压系统等组成，该机全部采用电动，由高压电缆向机内输电。
钻井课设钻头选型剖析
一、江钻油用牙轮钻头型号介绍1、钻头直径代号：用数字(整数或分数)表示，其数字表示钻头直径英寸数。
2、钻头系列代号：对于三牙轮钻头，按其轴承及密封结构主要特征，分为9 个标准系列和一个"王者之风"E系列钻头新产品。
除轴承和密封外，钻头结构上比较大的改进作为特殊结构，标准系列与特殊结构或特殊结构的组合组成特殊系列。
对于单牙轮钻头，钻头系列代号以“Y×”表示，“Y”指一个牙轮，“×”为设计编号，代表不同的钻头设计特征。
油用钻头系列主要有以下标准系列和新品E系列：3、钻头分类号：分类号采用SPE/IADC 23937的规定，由三位数字组成，首位数为切削结构类别及地层系列号，第二位为地层分级号，末位数为钻头结构特征代号。
4、钻头附加结构特征代号：为了满足钻井及地层的某些特殊需要，钻头需改进或加强时，则在分类号后加附加结构特征，采用1个或多个字母表示。
钻头附加结构特征代号见下表：示例：8 1/2HJT537GL钻头8 1/2 ：钻头直径为8.5英寸(即215.9mm)；HJT：滑动轴承金属密封、特别保径；537：低抗压强度，软至中地层镶齿钻头；G：掌背强化；L：掌背扶正块。
油用浅井牙轮钻头油用浅井牙轮钻头由上海江钻生产，钻头品种齐全，现有从8 1/2″--26″的3个标准系列的近200个品种，其中8 1/2″--12 1/4″适用于2000米以上浅部地层，13 5/8″--26″可适用于极软到极硬的各类不同地层。
油用浅井牙轮钻头型号介绍1、钻头直径代号：用数字（整数或分数）表示，其数字表示钻头直径英寸数。
2、钻头系列代号：对于三牙轮钻头，按其轴承及密封结构主要特征，分为3个标准系列。
除轴承和密封外，钻头结构上比较大的改进作为特殊结构，标准系列与特殊结构或特殊结构的组合组成特殊系列。
油用浅井牙轮钻头系列：江汉三牙轮钻头结构特点如下表：二、江汉三牙轮钻头介绍1、HJ系列三牙轮钻头2、HA系列三牙轮钻头3、FA系列三牙轮钻头结构特点：1、采用浮动轴承结构，浮动元件由高强度、高弹性、高耐温性、高耐磨性特点的新材料制成，表面经固体润滑剂处理。
钻井课设钻头选型剖析
一、江钻油用牙轮钻头型号介绍1、钻头直径代号：用数字(整数或分数)表示，其数字表示钻头直径英寸数。
2、钻头系列代号：对于三牙轮钻头，按其轴承及密封结构主要特征，分为9 个标准系列和一个"王者之风"E系列钻头新产品。
除轴承和密封外，钻头结构上比较大的改进作为特殊结构，标准系列与特殊结构或特殊结构的组合组成特殊系列。
对于单牙轮钻头，钻头系列代号以“Y×”表示，“Y”指一个牙轮，“×”为设计编号，代表不同的钻头设计特征。
油用钻头系列主要有以下标准系列和新品E系列：3、钻头分类号：分类号采用SPE/IADC 23937的规定，由三位数字组成，首位数为切削结构类别及地层系列号，第二位为地层分级号，末位数为钻头结构特征代号。
4、钻头附加结构特征代号：为了满足钻井及地层的某些特殊需要，钻头需改进或加强时，则在分类号后加附加结构特征，采用1个或多个字母表示。
钻头附加结构特征代号见下表：示例：8 1/2HJT537GL钻头8 1/2 ：钻头直径为8.5英寸(即215.9mm)；HJT：滑动轴承金属密封、特别保径；537：低抗压强度，软至中地层镶齿钻头；G：掌背强化；L：掌背扶正块。
油用浅井牙轮钻头油用浅井牙轮钻头由上海江钻生产，钻头品种齐全，现有从8 1/2″--26″的3个标准系列的近200个品种，其中8 1/2″--12 1/4″适用于2000米以上浅部地层，13 5/8″--26″可适用于极软到极硬的各类不同地层。
油用浅井牙轮钻头型号介绍1、钻头直径代号：用数字（整数或分数）表示，其数字表示钻头直径英寸数。
2、钻头系列代号：对于三牙轮钻头，按其轴承及密封结构主要特征，分为3个标准系列。
除轴承和密封外，钻头结构上比较大的改进作为特殊结构，标准系列与特殊结构或特殊结构的组合组成特殊系列。
油用浅井牙轮钻头系列：江汉三牙轮钻头结构特点如下表：二、江汉三牙轮钻头介绍1、HJ系列三牙轮钻头2、HA系列三牙轮钻头3、FA系列三牙轮钻头结构特点：1、采用浮动轴承结构，浮动元件由高强度、高弹性、高耐温性、高耐磨性特点的新材料制成，表面经固体润滑剂处理。
钻头选型原则
钻井工艺方案1.钻头选型原则该井钻头选型原则上根据邻井地质钻井情况开展东1井钻头选型相关研究，并吸收借鉴国内外先进的技术，设计优化的钻头选型系列，具体考虑是：（1）表层因砾石多，且砾石大而硬，钻进速度很慢，为此表层钻进要选择抗冲击性强的钻头。
初步选择已在西5井成功应用的smith公司的MGSSH钻头。
（2）第四系砾岩层段选择smith公司的MGSSH钻头和江汉钻头厂的GA135钻头，钻进时应尽力提高钻井液排量与泵压，以强化水力能量对井底的清洗作用。
（3）独山子组至沙湾组地层，原则上尽量选择DBS公司PDC钻头以提高钻井速度。
在不适合PDC钻头的砾岩井段适当选用牙轮钻头。
（4）下部井段安集海河组虽然也是目的层，但用牙轮钻头钻速太慢，这将使可能油层长期受钻井液浸泡污染，最终使试油难以获得真实地层产能，因此在安集海河组原则上用DBS公司PDC钻头钻进，而紫泥泉子组地层钻速较快，可用江汉钻头厂HJT517高效牙轮钻头钻进。
2.底部钻具组合设计考虑该井存在许多易卡井段，使用扶正器将带来阻卡频繁，本井原则上不使用满眼钻具。
牙轮钻头钻进时采用双扶正器钻具组合,为以后PDC钻头顺利入井创造良好的井眼条件；用PDC钻头钻进时采用单扶正器钻具组合；当阻卡较严重时，可采用塔式防斜钻具组合。
使用大尺寸钻铤，提高下部组具稳定性，防止井斜。
在使用光钻铤钻具组合及塔式钻具组合时必须尽可能提高转速，以达到动力学防斜效果。
该井钻井中要求在开钻时控制好钻井参数，保持开眼垂直。
钻进到地层交界面要减压吊打，防止出现较大井斜,严防出现较大的井斜与较大的井眼曲率。
每只钻头起钻前应测单点井斜，发现井斜较大时应使用井下动力钻具定向纠斜。
其短钻头设计特点小曲率短半径造斜瑞德公司 DSX259在泉头组二段和一段井段钻进中，机械钻速不稳定，在棕色泥岩层钻时为30-50分钟，在棕色及灰色泥岩互层时，钻时为10-30分钟，扭矩不稳定，使用高转速（90RPM以上），大排量（30lps以上），选择适当钻压，在棕色及灰色泥岩互层时，钻时为10-30分钟，钻压6-12吨，在棕色泥岩层钻时为30-50分钟，钻压8-14吨，以保证切削齿吃入地层。
牙轮钻头的合理使用
牙轮钻头的合理使用（1）根据地层可钻性值并参考邻井地层，选择进尺多、速度快、成本低、磨损正常的钻头。
在上部松软地层（可钻性级值小于5级），可选用机械钻速高的铣齿钻头，在深井段地层（可钻性级值大于5），可选用尺多的镶齿钻头。
（2）在易井斜地层，多选用牙轮偏移量小、无保径齿及齿多而短的牙轮钻头。
（3）井底应清洁，无落物。
（4）下钻速度要慢，防止顿钻。
在钻头矩井底1单根时，要开泵和旋转钻头，充分洗井，清除井底岩屑，避免下入过快岩屑堵塞喷嘴或开泵过猛憋漏地层。
（5）钻头接触井底后，在低钻压、低转速下（钻压10～30ｋN，转速60ｒ/ｍｉｎ）跑合0.5ｈ以上，造好井底形状后，方可逐步提高钻压和转速的设计值。
（6）做好钻还试验，即固定钻压，改变转速，或固定转速，改变钻压，使钻压和转速合理匹配，达到高钻速钻进。
（7）钻进中应尽量提高泵压，增大钻头水功率，充分发挥水力参数和机械破岩参数的交互作用，提高破岩效率。
（8）使用组合喷嘴，提高清岩效率。
（9）应以厂家推荐的钻压与转速的乘积为约束条件，不能同时使用最高钻压和最高转速。
（10）钻进中操作平稳，送钻要均匀，严禁猛提猛放、溜钻和顿钻。
（11）连续产生憋跳钻时，若不是地面设备的问题，应立即起钻，避免掉牙轮。
（12）从钻头下入钻进开始，必须做随钻成本计算，只要发现连续几个点成本上升时，应起钻。
（13）如发现钻头无进尺，泵压明显升高或降低，机械钻速突然下降，扭矩增大等现象时，若地面设备无问题，应起钻检查。
刮刀钻头的合理使用（一）适用地层刮刀钻头属切削型钻头，以切削、刮挤和剪切的方式破碎地层。
这种钻头适用于在松软~软的页岩、泥质砂岩、页岩等塑性和塑脆性地层中钻进。
（二）钻进参数的确定1．钻压的确定刮刀钻头具有切削刀翼较长的优点，能适应较大的钻压变化范围，在转速一定的条件下，随着钻压的增加机械钻速增加。
但是考虑钻具寿命和刮刀钻头结构易井斜的特点，对于不同尺寸的刮刀钻头正常钻进一般采用推荐钻压的中间值，最大不超过推荐的钻压最大值。
钻头的选型
钻头类型定性选择原则（1）根据地层条件、钻井方式、井眼轨迹控制要求、井眼尺寸以及地质要求选择合适的钻头类型。
（2）在多种类型钻头都适宜的情况下，要选择机械钻速高、寿命长、安全性好的钻头。
（3）在软至中硬地层，PDC钻头和牙轮钻头都可选用；如果地层均质，应尽量选用PDC钻头。
因为PDC钻头机械钻速高，安全可靠。
如果地层破碎，软硬变化频繁夹层多，应该选用牙轮钻头。
因为在这样的地层，PDC钻头易发生冲击破坏，影响钻头使用效果。
2.3牙轮钻头选型原则牙轮钻头的设计参数（包括齿高、齿距、齿宽、移轴距、牙轮布置等等），是根据不同地层的需要设计的，因此应根据不同的地层选用不同的钻头。
（1）地层的软硬层度和研磨性地层的岩性和软硬不同，对钻头的要求及破碎机理也不同。
软地层应选择兼有移轴、超顶、复锥三种结构，牙轮齿形较大、较尖，齿数较少的铣齿或镶齿钻头，以充分发挥钻头的剪切破岩作用；随着岩石硬度增大，选择钻头的上诉三种结构值相应减少，牙齿也要减短加密。
研磨性地层会使牙齿过快磨损，机械钻速迅速降低，钻头进尺少，特别容易磨损钻头的保径齿、背锥以及牙掌的掌尖，使钻头直径磨小，更严重的是会使轴承外漏、轴承密封失效，加速钻头损坏。
因此，钻研磨性地层，应该选用有保径齿的镶齿钻头。
（2）井深浅井段岩石一般较软，同时起下钻所需时间较短，应选用能获得较高机械钻速的钻头。
深井段地层一般较硬，起下钻时间较长，应选用较高总进尺（钻头寿命长）的钻头。
（3）地层的自然造斜性能在易斜地层钻进时，地层因素是造成井斜的客观原因，而下部钻柱的弯曲以及钻头的选型不当则是造成井斜的技术因素。
在易井斜地层钻进，应选用不移轴或移轴量小的钻头；同时，在保证移轴小的前提下，所选的钻头适应的地层比所钻地层稍软一些，这样可以在较低的钻压下提高机械钻速。
（4）地层的均质性在软硬交错地层钻进时，一般应按其中较硬的岩石选择钻头，这样既在软地层中有较高的机械钻速，也可以顺利地钻穿硬地层。
钻头分析及选型
・ ６ ７・
钻 头分析及选 型
朱 红 增
摘
（ 新疆煤田地质局一五 六勘探队 ， 新疆 乌鲁木 齐 ８ ３ ０ ０ ０ ９ ） 要： 本文就在煤 田地质钻探过程 中常用的金刚石钻头、 牙轮钻头、 Ｐ ＤＣ钻 头的工作原理 ， 组成结构 ， 破岩机理 ， 选用原则等做 一些
简 单 的介 绍 。 关键 词 ： 金 刚石 ； 牙轮 ； 复 合 片钻 头
金属落物。 １ ． ２ ３先用小钻压、 低转速磨合 Ｓ 后用合适钻压和高转速钻进。 性。 ３ ２ Ｐ Ｄ Ｃ钻头破 岩机理 。切削 切磁碎岩石。软的塑隆 １ ． ２ ． ４采用低 ０ — ５ ０ ｋ Ｎ ） 、削类 似车刀切削金属的过程。硬的 ２牙轮钻头 牙轮钻头在无岩芯钻进中使用的范围越来越广， 在井底破岩中起着 压碎及小剪切—大剪切。 ３ ３优缺点 。 缺点 彀 ｊ 差＇ ３ ５ ０ ℃以上加速磨损。 抗７ 牛 击能ｌ 力 较差。 主导作用牙 轮钻头由钻头体 、 牙抓 掌） 及牙轮轴 、 牙轮及牙齿、 轴承、 储 优 ： （ １ 煅高的硬度嗣 的９ — １ ４ 倍颁质合金的 ３ ～ ５ 倍 高的抗压强度 油润滑密封系统、 喷嘴等部分组成（ 见图 １ ） 。 ￣ ４ 倍 ④良好的自 锐ｆ 生 化钨基体比聚晶层磨损速度快 （ ４ ） 抗冲 ２ ． １牙轮。 单锥牙轮 主锥 ＋背锥搬弛层。 复锥牙轮 主锥 ＋副锥 ＋背 闭 的３ 击韧 眭比天然金刚石好， 比硬质合金差。聚晶层经受冲击 载荷作用易碎 锥 软到中硬。 锋锐边刃， ｛ 艮 容易碎裂 对温度较 ２ ２牙齿。锣 Ｅ 齿一 在牙轮锥面 Ｅ 巨 重 先 出’ ｛ 契 形硬 仨 金 镶齿 一 镶装 裂。尤其是新复合片刚开始接 触岩石， 敏感。３ ５ ０ ￣ Ｃ 左右磨 损速度显著加快 ０ ０℃左 强度失效。 在牙轮锥面上有 多种齿形适应不同地层。 ３ ４工作音 ０ 西 。 （ Ｄ内夕 卜 钼 币 ０ ｊ 靛 夕 Ｈ 往 较长， 亍 齿多磨 损 ２ ３喷嘴。 钻井液流出钻头射向井底的流道。 高压钻井液流经喷嘴后 均匀适合中硬均质地层况 图 ２ ） 。②钻头表面积较小， 清洗效果 ｌ 子 ； 载荷分 产生高速流动的水射流清 除井底岩屑 狙 岩石。 三牙轮钻头—般安 白云岩等较硬地层况 图 ３ ） 。 ③侧向推力指向钻 装 ３个喷嘴， 直径—般为 ７ － １ ３ ａ ｒ ｍ。用卡簧固定在水眼内， 并用 Ｏ形圈密 布较均匀用 于钻石灰岩、 头中心 俐 于防斜． 夕 面积大 布齿多刑 于提高寿命。用于软地层（ 见 封。 ） 。 ＠冠 嫩 目较平缓戴荷分布键昀匀。 外侧采用圆弧， 布齿面积较 ２ ４牙轮钻头在井底的工作原理。 公转： 牙轮随钻头一起旋转。自转： 图４ 周 ５ ） 。 习 啮 绕 矛轮轴线作逆时针方向旋转称 自 转。 滑动： 牙轮齿相对于井底的滑 大。用于硬地 见 ４ Ｐ Ｄ Ｃ钻头的选用原则 移危 括径向ｃ 轴向） 和切向 （ 周向 恸。 ４ ． １ Ｐ Ｄ Ｃ钻头适用于软到中硬的均质地层， 特别适用于泥页岩地层。 ２ ５牙轮钻头的破岩作用。ａ 纵向振动产生的冲击力和静压力 古 ＿ 压） 不适合钻软硬交错地层和砾石层。 起使牙齿对地层产生７ 申 击、 压碎作用形成体积破碎坑。 ｈ 牙轮牙齿的径 ４ ２与牙轮钻头相ｔ ＆ Ｐ Ｄ Ｃ钻头宜采月 孙 压、 高转速钻进。 向滑动和切向滑动对井底地层产生 ４ ３钻头下井前 底要清洁 金属落物。新钻头钻进时先 用小钻压 剪切作用捌 碎齿间岩石。ｃ ． 高速射流 和低转速磨合井底。 对井底岩石产生冲蚀作用， 辅助破碎
牙轮钻头的选型及分类法
牙轮钻头的选型及分类法（一）牙轮钻头选型的原则及应考虑的问题(1)地层的软硬程度和研磨性。
(2)钻进井段的深浅。
(3)易斜地层。
(4)软硬交错地层。
选用的钻头对所要钻的地层是否适合，要通过实践的检验才能下结论。
对于同一地层使用过的几种类型的钻头，在保证井身质量的前提下，一般以“每米成本”作为评价钻头选型是否合理的标准。
(2)IADC牙轮钻头分类方法及编号IADC规定，每一类钻头用四位字码进行分类及编号，各字码的意义如下：第一位字码为系列代号，用数字1～8分别表示八个系列，表示钻头牙齿特征及所适用的地层：1一铣齿，低抗压强度高可钻性的软地层；2一铣齿，高抗压强度的中到中硬地层；3一铣齿，中等研磨性或研磨性的硬地层；4一镶齿，低抗压强度高可钻性的软地层；5一镶齿，低抗压强度的软到中硬地层；6一镶齿，高抗压强度的中硬地层；7一镶齿，中等研磨性或研磨性的硬地层；8一镶齿，高研磨性的极硬地层。
第二位字码为岩性级别代号，用数字1～4分别表示在第一位数码表示的钻头所适用的地层中再依次从软到硬分为四个等级。
第三位字码为钻头结构特征代号，用数字1～9计九个数字表示，其中1～7表示钻头轴承及保径特征，8与9留待未来的新结构特征钻头用。
1～7表示的意义如下：1一非密封滚动轴承；2一空气清洗、冷却，滚动轴承；3—滚动轴承，保径；4—滚动、密封轴承；5一滚动、密封轴承，保径；6一滑动、密封轴承；7一滑动、密封轴承，保径。
第四位字码为钻头附加结构特征代号，用以表示前面三位数字无法表达的特征，用英文字母表示。
目前，IADC已定义了11个特征，用下列字母表示：A一空气冷却；C一中心喷嘴；D一定向钻井；E一加长喷嘴；G一附加保径／钻头体保护；J一喷嘴偏射；R一加强焊缝(用于顿钻)；S一标准铣齿；X一楔形镶齿；。
R一圆锥形镶齿；Z一其他形状镶齿。
有些钻头，其结构可能兼有多种附加结构特征，则应选择一个主要的特征符号表示。
第四节、牙轮钻机的主要工作参数
D1 钻杆直径cm
m3 min
v 有效排渣风速m s 一般用压力MPa表示风量
四、回转功率 计算回转功率的经验公式
n N 0.96K D( P )1.5 T 10
式中 N ----回转功率； D ----钻头直径；
P ----轴压力； nT----钻头转速； K ----表征岩石特征的常数。
用最低。
第五节、牙轮钻机的选型
四、牙轮钻机的台班生产能力
Vb = 0.6 V Tb
式中： Vb 牙轮钻机台班生产能力，m/台班； V 牙轮钻机机械钻进速度，cm/min； Tb 班工作时间，h； 班工作时间利用系数，一般情况下＝0.4~0.5。
第五节、牙轮钻机的选型 • 五、计算牙轮钻机的数量
• 16. 电源：
3相6KV
• 17. 钻机重量：
47t
• 18. 外形尺寸（长×宽×高）mm：
竖起：9300×4760×13885
第五节、牙轮钻机的选型
二、牙轮钻机的发展趋势主要有以下几个方面： 1、静态交流变频传动将成为回转传动的主要方式； 2、加压和提升完全共用一种传动系统； 3、整个小车式回转加压提升系统可能取代封闭链条齿条 式回转加压提升系统； 4、底部回转顶部加压方式还有发展前途； 5、加大钻孔直径； 6、采用高钻架；
第四节、牙轮钻机的主要工作参数
• 三、钻进速度V
轴压和岩石硬度不同，钻速都有相应的合理取值范围，如当f＝ 15－20时，宜采用重型钻机，转速取50－80r/min。（前苏 联经验公式）
接触时间＜7ms时，破碎效果显著降低，限制了牙轮钻头的转速
。
V
3.75
Pn
9.8 103
Df
式中：P 轴压，N； n 钻具的转速，r/min； D 钻头的直径，cm； f 岩石的坚固性系数；
牙轮钻头型号、工作原理、受力分析、注意事项
牙轮钻头一、江汉牙轮钻头型号表示方法（一）、三牙轮钻头型号表示方法.型号的组成三牙轮钻头型号由钻头直径代号、系列代号、IADC 分类号和附加结构特征 代号四局部组成。
例如： 8 1/2 HJ 537 Y附哪结构特征代号系列代号.钻头直径代号钻头直径代号用数字（整数或分数）表示，代表钻头直径英寸数，各种规格 的钻头直径应符合SY/T5164的规定。
特殊情况下，用户定制的非标尺寸钻头可 以直接用公制尺寸表示。
例如：直径代号为8 1/2,表示钻头直径为8 l/2in 、公制尺寸215. 9mm 。
3、钻头系列代号钻头系列及代号见表1。
系列代号由一至三个字母组成。
对于H 、HA 、HJ 、FA 、FJ 、GA 、GJ 、W 等系 列，其含义如下：第1个字母表示轴承结构特征。
现有3种轴承结构：一 H-滑动轴承；一G-滚动轴承；一 F -浮动轴承；注：W 系列-非密封滚动轴承。
第2个字母表示密封结构。
现有3种密封结构，其中W 系列无第2个字母，表示为非密封。
化，以提高其耐磨性。
2.牙齿对岩石的破碎效率及影响因素钻井时岩石的破碎过程是异常复杂的，因为破碎工具的形状是多种多样的, 而施加的又是动载，其大小及方向均随时间而改变。
在井底的岩石还受岩石围压、 钻井液压等多种直径代号 直径代号力的作用。
通过实验室的模拟实验，对钻井过程中岩石破碎的特点进行分析说明：“压入的破碎”在破碎过程中起主要作用。
牙轮钻头的牙齿在轴向载荷作用下压入岩石（冲击动载过程），使齿面下的岩石产生体积破碎，形成坑穴；由于牙齿沿井底的滚碾作用，使破碎的坑穴不断扩大，加上水力作用不断剥离和清除岩屑，冲蚀并扩大岩石的破碎体积。
对于切削或磨削型的钻头（刮刀钻头或金刚石钻头），既有在钻压作用下对岩石的压入，又有在钻头扭矩的作用下对岩石的切削。
所有同时与井底岩石相接触的齿顶面积总和构成了牙轮钻头的承压面积。
钻井时岩石破碎的效率决定于牙齿上的比载荷和钻头的转速。
牙轮钻头产品知识
钻头产品知识一、常用钻头种类1、概述(1) 钻头类型：*按结构及工作原理分类: 刮刀钻头、牙轮钻头、金刚石钻头*按功能分类: 全面钻进钻头、取芯钻头、扩眼钻头(2) 钻头尺寸系列: 3-3/4 -- 362、钻头的工作指标：钻头进尺：在钻头寿命内，其钻进的井段长度，单位为m；钻头工作寿命：在整个使用过程中，钻头在井下的纯钻进时间(包括划眼——在已钻出的井眼内旋转送钻、修整井壁的过程)，单位为h机械钻速：用钻头的进尺除以纯钻进时间，即单位纯钻进时间的钻头进尺，表示钻头破碎岩石的能力和效率，单位为m／h。
钻头的工作指标：单位进尺成本—每米钻井成本二、刮刀钻头1、刮刀钻头的结构:上钻头体、下钻头体、刀翼、水眼两刀翼的称作两刮刀钻头三刀翼的称作三刮刀钻头四刀翼的称作四刮刀钻头刮刀钻头刀翼底部形状a.平底b. 正阶梯c. 反阶梯d. 反锥形2、工作原理：工作时其刀翼在钻压作用下吃入岩石，并在扭矩作用下剪切破碎岩石。
破岩方式：以刮削、挤压和剪切为主要破岩方式适用地层：松软地层3、刮刀钻头的应用：刮刀钻头制造工艺简单、成本低；刮刀钻头适用于软地层，钻速快，每米钻进成本低；刮刀钻头容易磨损成锥形，造成缩径和井斜；刮刀钻头产生剧烈的扭转振动，破坏钻具和设备；刮刀钻头目前逐渐被PDC钻头取代。
三、三牙轮钻头1、三牙轮钻头的分类：钢齿（铣齿）三牙轮钻头，镶齿三牙轮钻头2、三牙轮钻头的工作原理：牙轮钻头在钻压和钻柱旋转的作用下，牙齿压碎并吃入岩石，同时产生一定的滑动而剪切岩石。
当牙轮在井底滚动时，牙轮上的牙齿依次冲击、压入地层，这个作用可以将井底岩石压碎一部分，同时靠牙轮滑动带来的剪切作用削掉牙齿间残留的另一部分岩石，使井底岩石全面破碎，井眼得以延伸。
3、三牙轮钻头在井底的运动钻头公转：牙轮随钻头一起旋转钻头自转：牙轮绕牙轮轴线逆时针方向旋转（1.5倍）钻头的纵振：牙轮在滚动过程，其中心上下波动，使钻头做上下往复运动。
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牙轮钻头选型原则
(1)软地层应选择有移轴、超顶、复锥3种结构的牙轮钻头，齿应是高、宽、稀、齿尖角大的铣齿或镶齿。
随着岩石硬度增大，选择钻头的上述3种结构值应相应减小，齿也应矮、窄、密，齿尖角也要相应减小。
(2)钻研磨性地层，应该选用带保径齿的镶齿钻头。
当发现上一个钻头的外排齿磨圆而中间齿磨损较少时，则下一个钻头应该选用有保径齿的镶齿钻头。
(3)在易斜地层钻进时，应选用不移轴或移轴量小、无保径齿并且齿多而短的钻头；同时，在保证移轴小的前提下，所选钻头适应的地层应比所钻地层稍软一些，这样可以在较低的钻压下提高机械钻速。
(4)选用镶硬质合金齿钻头时要注意：所钻地层页岩占多数时，用楔形齿钻头；钻石灰岩地层时，使用抛物体形或双锥形齿钻头；当用高密度钻井液钻井时，使用楔形齿钻头；当所选地层中页岩成分增加或钻井液密度增大时，用偏移值大的钻头；钻石灰岩或砂岩地层，选用偏移值小的钻头；钻硬的研磨性石灰岩、燧石、石英石时，用无移轴的球齿轱斗。
(5)在软硬交错地层钻进时，一般应按其中较硬的岩石选择钻头类型，这样既在软地层中有较高的机械钻速，也能顺利地钻穿硬地层。
在钻进过程中钻井参数要及时调整，在软地层钻进时，可适当降低钻压并提高转速；在硬地层钻进时可适当提高钻压并降低转速。
(6)浅井段岩石一般较软，同时起下钻所需时间较短，应选用能获得较高机械钻速的钻头；深井段地层一般较硬，起下钻时间较长，应选用有较高总进尺的钻头。
(7)在小井眼(井眼直径小于177mm)钻井中常选用单牙轮钻头，单牙轮钻头比同尺寸三牙轮钻头的牙轮、牙齿、轴径、轴承大，强度高，破岩效率高。
(8)按钻头产品目录选择钻头类型。
钻头生产厂家通过大量的试验，对各型钻头的适用地层情况进行了界定，形成了钻头产品目录。
根据钻头产品目录，结合所钻地层性质选择钻头类型，基本能够做到对号入座，匹配合理。
表卜10为国产三牙轮钻头产品目录。
(9)由于即使是同一种岩性，其机械性能差别也很大，所以仅根据岩性按钻头产品目录来确定钻头类型是不够全面的，还应收集邻近井相同地层钻过的钻头资料及上一个钻头的磨损分析，结合本井的具体情况来选择。
(10)钻头的选型应按每米成本最低来考虑。
一般以“每米成本”作为评价钻头选型是否合理的标准，其计算公式为：在保证井身质量的前提下，对于同一地层使用过的几种类型的钻头，进行每米成本比较，每米成本最低的钻头应作为选型合理的标准。