(优选)钻头基本知识详解.
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球形齿的端部是个半圆形球面，耐磨性最好。它以凿击和 压碎作用破碎地层。这种齿钻硬至极硬地层的破岩效率较高。
尖卵形、圆锥形齿，既有凿击和压碎作用，也有刮削和挖 掘作用，其抗磨能力及强度都比楔形齿高，适用地层较广，在 中硬地层使用效果最好。
镶齿牙轮钻头
镶齿牙轮钻头
勺形齿齿形如勺子，切削地层时，靠向内凹的勺形面 挖掘、刮削作用破岩。这种齿形改善了牙齿的受力状况， 既提高了破岩效率，又增加了齿的强度，能在极软至中 软地层中高效率地破岩。
钻头基本知识
1.钻头类型
1.按结构及工作原理分类 刮刀钻头、牙轮钻头、PDC钻头、金刚石钻头
2.按功用分类 全面钻进钻头、取心钻头、扩眼钻头
2.钻头尺寸系列
⑴国产钻头的直径系列，共有15种。 常见： 17-1/2” ,12-1/4” , 8-1/2”, 6” ⑵进口钻头尺寸 进口钻头直径系列非常复杂， 例如美国休斯公司所产钻头从3 3／4″到26″共46
在勺形齿的基础上，又发展了偏顶勺形齿及圆锥形勺 形齿。偏顶勺形齿的齿顶超前了其轴线一个距离，其凹 面正对被切削的地层，改善了牙齿的受力分布，进一步 提高了牙齿的破岩效率和工作寿命。
表4－l列举了几种常用齿形及其适用的地层。
表4－1 适用不同地层的齿形
齿形
球形 尖卵形 圆锥形
楔形 勺形
破岩机理
凿击、压碎 凿击、压碎 凿击、压碎、挖掘、刮削 挖掘、刮削 挖掘、刮削
浮动套轴承是在轴承大轴颈与牙轮内孔之间加了两个可 作相对运动的浮动式衬套，并在小轴上套有两个止推垫圈。浮 动套与垫圈表面都作镀银处理，这样大大地降低了摩擦力，又 不致使耐磨能力减低，使轴承转速和工作寿命大为提高。
滑动轴承
牙轮钻头的测量
牙轮钻头的分类
牙轮钻头的 IADC分类方法：
IADC新的牙轮钻头的分类系统确立了有关牙轮钻头的 四种设计特征的编码标准，使牙轮钻头的分类方法更加成熟， 更能体现牙轮钻头结构的设计特征，走向了系列化和标准化。 按此标准，每个牙轮钻头的分类均可用四个与钻头设计特征 相关的编码（数字的或字母的）来表示，即“IADC编码”。
钢齿牙轮钻头与镶齿牙轮钻头
（2）镶齿牙轮钻头 镶齿钻头，又称碳化钨硬质合金齿钻头，它是将 端部形状不同的、圆柱形的烧结碳化钨硬质合金齿 压入锻制的牙轮壳体上已精加工好的孔内而构成镶 齿牙轮钻头。
镶齿钻头的切削结构具有很高的抗磨损和承载能 力，其使用寿命较长，尤其是破碎硬的、研磨性高 的地层，如隧石、石英岩等，效果更好。这种钻头 适用地层范围广，已在石油钻井得到了广泛的应用。
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。
5.牙轮钻头
牙轮钻头由钻头体、牙爪（巴掌）及牙轮轴、牙轮及 牙齿、轴承、储油润滑密封系统、喷嘴等部分组成。
牙轮钻头结构图
各种牙轮钻头
钢齿牙轮钻头与镶齿牙轮钻头
（1）钢齿牙轮钻头 钢齿钻头又称为铣齿钻头，其牙齿是在牙轮毛坯 上直接铣削加工而成的，牙齿形状为楔形齿。
钢齿钻头大多用于软的上部地层，研磨性较低的 地层一般也选用钢齿钻头。为了提高牙齿的耐磨性 或使牙齿有自锐作用，在牙齿的表面及保径面上均 敷焊有一层碳化钨粉。
钢齿钻头可分为软、中、硬地层钻头三种，其详 细的分类方法及适用地层见后面的 IADC分类。
无论哪种滚动轴承，牙轮的大部分径向载荷都是由 滚柱槽承受的，小轴轴承主要起稳定作用，只承受少量 的径向载荷。止推面和止推块承受向外的轴向推力，滚 珠轴承使牙轮挂在牙掌上并承受向里的轴向推力。
（2）滑动轴承
滑动轴承（如图4－4）是为了与硬质合金齿的寿 命相匹配而设计的。它也有两种结构，一是滑动── 滚动（滚珠）滑动──止推；二是滑动──滑动（卡簧） ──滑动──止推。为了提高轴承的工作寿命，使轴承 能在较高的温度和压力环境中良好地工作，摩擦副材 料选用了高强度低碳合金钢制作，对牙掌轴颈（大轴 颈）还进行渗碳等硬化处理，以提高其表面硬度和耐 磨能力。对牙轮内孔跑道则镶焊铜合金或其他减磨材 料，以提高滑动副的抗咬合能力。
镶齿牙轮钻头
目前国内外常用的镶齿钻头的硬质合金齿齿形有十多种， 如球形、尖卵形、圆锥形、楔形、勺形、锥勺形、偏顶勺形、 边楔形、平顶形等等，如图4－2所示。针对不同的地层、不 同的岩性，要选择不同齿形的钻头。
楔形齿，齿呈楔子状，对地层具有切削、挖掘作用。其齿 顶角有60°、65°、70°、75°、90°等，适用于软至中 硬地层。齿顶角越大，适用的地层越硬。
种直径系列。
3.工作指标
钻头进尺（米） 钻头工作寿命（小时） 机械钻速（米/小时） 单位进尺成本（元/米）：
4.刮刀钻头的结构
1).上钻头体、下钻头体（分水帽）、刀翼、水眼。 三刀翼的称作三刮刀钻头 两刀翼的称作两刮刀钻头或鱼尾刮刀钻头 四刀翼的称作四刮刀钻头 2).刮刀钻头的应用及特点 刮刀钻头制造工艺简单，成本低； 刮刀钻头适用于低硬度高塑性地层，钻速快，每米钻进成
地层
硬、极硬 硬 中硬、硬 软至中硬 极软至中软
牙轮钻头轴承结构
两大体系： （1）滚动轴承 （2）滑动轴承
（1）滚动轴承
滚动轴承（如图4－3所示）的结构形式有滚柱─滚珠─ 滚柱─止推和滚柱──滚珠──小轴滑动──止推两种。前 一种一般是用于12-1/4”以上的大尺寸钻头上。
（1）滚动轴承
滚动轴承按密封方式可分为非密封滚动轴承与密封式 滚动轴承。非密封滚动轴承的特点是能适应较高的转速， 但轴承磨损快，工作寿命低，主要用于上部井眼钻头。 而密封式滚动轴承是在牙轮底平面处安装了密封元件 （密封元件有“O”形图密封、碟形橡胶圈密封和金属 密封），从而使轴承的工作寿命大为提高。密封滚动轴 承的转速范围一般为100～250r／min。
滑动轴承结构图
来自百度文库 滑动轴承
滑动轴承可用各种密封圈作径向或者端面密封。与滚动轴 承相比，滑动轴承的承压面积大，接触疲劳应力小，使用寿命 较长。在常规的转速条件下，滑动轴承能承受更高的钻压。但 除金属密封滑动轴承外，普通滑动轴承的转速范围一般在 60～140r／min，比滚动轴承低。
除了前面所谈的两种结构形式的滑动轴承外，瑞德工具 公司还研制出了一种新型的滑动轴承，即带浮动套的滑动轴承， 如图4－5所示。
尖卵形、圆锥形齿，既有凿击和压碎作用，也有刮削和挖 掘作用，其抗磨能力及强度都比楔形齿高，适用地层较广，在 中硬地层使用效果最好。
镶齿牙轮钻头
镶齿牙轮钻头
勺形齿齿形如勺子，切削地层时，靠向内凹的勺形面 挖掘、刮削作用破岩。这种齿形改善了牙齿的受力状况， 既提高了破岩效率，又增加了齿的强度，能在极软至中 软地层中高效率地破岩。
钻头基本知识
1.钻头类型
1.按结构及工作原理分类 刮刀钻头、牙轮钻头、PDC钻头、金刚石钻头
2.按功用分类 全面钻进钻头、取心钻头、扩眼钻头
2.钻头尺寸系列
⑴国产钻头的直径系列，共有15种。 常见： 17-1/2” ,12-1/4” , 8-1/2”, 6” ⑵进口钻头尺寸 进口钻头直径系列非常复杂， 例如美国休斯公司所产钻头从3 3／4″到26″共46
在勺形齿的基础上，又发展了偏顶勺形齿及圆锥形勺 形齿。偏顶勺形齿的齿顶超前了其轴线一个距离，其凹 面正对被切削的地层，改善了牙齿的受力分布，进一步 提高了牙齿的破岩效率和工作寿命。
表4－l列举了几种常用齿形及其适用的地层。
表4－1 适用不同地层的齿形
齿形
球形 尖卵形 圆锥形
楔形 勺形
破岩机理
凿击、压碎 凿击、压碎 凿击、压碎、挖掘、刮削 挖掘、刮削 挖掘、刮削
浮动套轴承是在轴承大轴颈与牙轮内孔之间加了两个可 作相对运动的浮动式衬套，并在小轴上套有两个止推垫圈。浮 动套与垫圈表面都作镀银处理，这样大大地降低了摩擦力，又 不致使耐磨能力减低，使轴承转速和工作寿命大为提高。
滑动轴承
牙轮钻头的测量
牙轮钻头的分类
牙轮钻头的 IADC分类方法：
IADC新的牙轮钻头的分类系统确立了有关牙轮钻头的 四种设计特征的编码标准，使牙轮钻头的分类方法更加成熟， 更能体现牙轮钻头结构的设计特征，走向了系列化和标准化。 按此标准，每个牙轮钻头的分类均可用四个与钻头设计特征 相关的编码（数字的或字母的）来表示，即“IADC编码”。
钢齿牙轮钻头与镶齿牙轮钻头
（2）镶齿牙轮钻头 镶齿钻头，又称碳化钨硬质合金齿钻头，它是将 端部形状不同的、圆柱形的烧结碳化钨硬质合金齿 压入锻制的牙轮壳体上已精加工好的孔内而构成镶 齿牙轮钻头。
镶齿钻头的切削结构具有很高的抗磨损和承载能 力，其使用寿命较长，尤其是破碎硬的、研磨性高 的地层，如隧石、石英岩等，效果更好。这种钻头 适用地层范围广，已在石油钻井得到了广泛的应用。
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。
5.牙轮钻头
牙轮钻头由钻头体、牙爪（巴掌）及牙轮轴、牙轮及 牙齿、轴承、储油润滑密封系统、喷嘴等部分组成。
牙轮钻头结构图
各种牙轮钻头
钢齿牙轮钻头与镶齿牙轮钻头
（1）钢齿牙轮钻头 钢齿钻头又称为铣齿钻头，其牙齿是在牙轮毛坯 上直接铣削加工而成的，牙齿形状为楔形齿。
钢齿钻头大多用于软的上部地层，研磨性较低的 地层一般也选用钢齿钻头。为了提高牙齿的耐磨性 或使牙齿有自锐作用，在牙齿的表面及保径面上均 敷焊有一层碳化钨粉。
钢齿钻头可分为软、中、硬地层钻头三种，其详 细的分类方法及适用地层见后面的 IADC分类。
无论哪种滚动轴承，牙轮的大部分径向载荷都是由 滚柱槽承受的，小轴轴承主要起稳定作用，只承受少量 的径向载荷。止推面和止推块承受向外的轴向推力，滚 珠轴承使牙轮挂在牙掌上并承受向里的轴向推力。
（2）滑动轴承
滑动轴承（如图4－4）是为了与硬质合金齿的寿 命相匹配而设计的。它也有两种结构，一是滑动── 滚动（滚珠）滑动──止推；二是滑动──滑动（卡簧） ──滑动──止推。为了提高轴承的工作寿命，使轴承 能在较高的温度和压力环境中良好地工作，摩擦副材 料选用了高强度低碳合金钢制作，对牙掌轴颈（大轴 颈）还进行渗碳等硬化处理，以提高其表面硬度和耐 磨能力。对牙轮内孔跑道则镶焊铜合金或其他减磨材 料，以提高滑动副的抗咬合能力。
镶齿牙轮钻头
目前国内外常用的镶齿钻头的硬质合金齿齿形有十多种， 如球形、尖卵形、圆锥形、楔形、勺形、锥勺形、偏顶勺形、 边楔形、平顶形等等，如图4－2所示。针对不同的地层、不 同的岩性，要选择不同齿形的钻头。
楔形齿，齿呈楔子状，对地层具有切削、挖掘作用。其齿 顶角有60°、65°、70°、75°、90°等，适用于软至中 硬地层。齿顶角越大，适用的地层越硬。
种直径系列。
3.工作指标
钻头进尺（米） 钻头工作寿命（小时） 机械钻速（米/小时） 单位进尺成本（元/米）：
4.刮刀钻头的结构
1).上钻头体、下钻头体（分水帽）、刀翼、水眼。 三刀翼的称作三刮刀钻头 两刀翼的称作两刮刀钻头或鱼尾刮刀钻头 四刀翼的称作四刮刀钻头 2).刮刀钻头的应用及特点 刮刀钻头制造工艺简单，成本低； 刮刀钻头适用于低硬度高塑性地层，钻速快，每米钻进成
地层
硬、极硬 硬 中硬、硬 软至中硬 极软至中软
牙轮钻头轴承结构
两大体系： （1）滚动轴承 （2）滑动轴承
（1）滚动轴承
滚动轴承（如图4－3所示）的结构形式有滚柱─滚珠─ 滚柱─止推和滚柱──滚珠──小轴滑动──止推两种。前 一种一般是用于12-1/4”以上的大尺寸钻头上。
（1）滚动轴承
滚动轴承按密封方式可分为非密封滚动轴承与密封式 滚动轴承。非密封滚动轴承的特点是能适应较高的转速， 但轴承磨损快，工作寿命低，主要用于上部井眼钻头。 而密封式滚动轴承是在牙轮底平面处安装了密封元件 （密封元件有“O”形图密封、碟形橡胶圈密封和金属 密封），从而使轴承的工作寿命大为提高。密封滚动轴 承的转速范围一般为100～250r／min。
滑动轴承结构图
来自百度文库 滑动轴承
滑动轴承可用各种密封圈作径向或者端面密封。与滚动轴 承相比，滑动轴承的承压面积大，接触疲劳应力小，使用寿命 较长。在常规的转速条件下，滑动轴承能承受更高的钻压。但 除金属密封滑动轴承外，普通滑动轴承的转速范围一般在 60～140r／min，比滚动轴承低。
除了前面所谈的两种结构形式的滑动轴承外，瑞德工具 公司还研制出了一种新型的滑动轴承，即带浮动套的滑动轴承， 如图4－5所示。