钻头相关参数部位名称
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六种可以互换的接头螺纹
在数字型接头中有五种尺寸的接头与内平型接头 中相应接头具有相同的基面节圆直径、锥度、螺距和 长度；有一种尺寸与4″贯眼接头相同，所以可以互 换。按照中华人民共和国国家标准GB9253.1-99《石 油钻杆接头螺纹》规定，可以互换的螺纹有： ① NC26与23/8IF（2A11×2A10）； ② NC31与27/8IF（211×210）； ③ NC38与31/2IF（311×310）； ④ NC40与4FH（4A21×4A20）； ⑤ NC46与4IF（4A11×4A10）； ⑥ NC50与41/2IF（411×410）；
螺纹中径：指母线位于螺纹牙宽和牙槽宽相等处的 假想圆锥体的直径。基面处的中径称为基面中径。基 面中径是圆锥螺纹的主要参数之一。
牙型角（α）：指螺纹轴向截面内两个牙侧边的 夹角。垂直于螺纹轴线的牙型角的平分角线与牙侧边 的夹角（α/2），称为牙型半角。
螺距（P）：相邻两牙对应点的距离在圆锥螺纹轴 线上的投影长度。其数值与沿圆锥母线量得的距离P′ 之间的关系是：P=P′cosθ。
API Spec 5D规定的钻杆管体长度标准有 三类： 第一类（R1）：长5.5～6.7米（18～22英尺） （少用） 第二类（R2）：长8.23～9.14米（27～30英尺） 第三类（R3）：长11.6～13.7米（38～45英尺）
目前常用的是第二类钻杆,钻杆有效长度一般为 9.25—9.5米左右(订货时一般要求接头加长)。 现用的钻杆其管体与接头是采用对焊的方法连接的， 为了增加其连接强度，管体两端对焊部分是加厚的。 加厚形式有内加厚、外加厚和内外加厚三种，常用 用的钻杆以内外加厚为主。
常用钻头参数
300
70
3
也有不能使用
备注： 固定循环的机
M135 G98 G84 ……R…Q(高度数值)F…
7.00
800
60
2
8.00
700
60
2.5
9.00
600
60
2.5
10.00
600
60
3
12.00
400
60
3
13.00
300
60
3
G83
间断进给
快速进给
钻深孔循环
全
G84
切削进给
主轴反转
切削进给
攻牙
是
G74
切削进给
主轴正转
切削进给
反攻丝
动
精镗（只是
G76
切削进给
主轴定向定位
常用钻头参数
固定循 环一览
直径D 转速S 切削速度F 下刀深度Q
G代码
开孔动作 （Z方向）
在孔底位置动作
退刀动作 （+Z方向）
用途
3.00
1300
30
0.5
G80
注销
4.00
1200
40
0.5
G81
切削进给
快速进给
钻、点钻
5.00
1000
50
1
G73
间断进给
快速进给
高速钻深孔循环
6.00
900
60
2
快速进给
固定循环II）
态
G82
切削进给
暂停
快速进给
钻、锪孔
的
G85
钻头各部位名称
鑽頭各部位名稱一般鑽頭是由鑽柄、鑽身及鑽題等三個主要部份所組成。
鑽柄為夾持或帶動鑽頭的部位，由鑽頸、柄及鑽根等所組成。
鑽身由鑽槽(flute)、鑽邊(margin)、鑽身間隙及鑽腹(web)所組成。
鑽頂由靜點(chisel edge)、鑽唇(切邊)(lip)及鑽唇間隙角(lip clearance)所組成，圖1.1為鑽頭各部位名稱。
1.鑽頂角鑽頭兩切削邊所夾之角度。
對於鑽頭中心而言，兩切邊各與中心線所夾成之角度應相同。
若兩夾角不同，則如圖1.2所示，切削時鑽頭切邊易崩裂且鑽削時，引起搖動現象。
鑽頂角是否適當，影響鑽頭性能極大，其角度之大小視所鑽之工件材料而定。
一般鑽削軟鋼、黃銅及多數之金屬材料均採用118°，若鑽削較軟之材料則小於118°，反之較硬之工件材料則大於118°。
圖1.3為鑽頂角度對工作之影響。
如圖1.3所示，在相同直徑、材料、鑽削速度及進刀量之鑽頭，其鑽頂角度不同時，切削狀況之比較。
鑽頂角140°之鑽頭，設其屋屑邊長為W1，切屑厚度為T1。
鑽頂角80°之鑽頭，設其切屑邊長為W2，切屑厚度為T2，則由圖可知T1>T2，即鑽頂角140°所鑽削出之屑較80°者厚。
鑽屑厚者，每鑽除單位體積材料所須之能量較鑽屑薄者為少，因此對硬金屬之切削時，應選用較大的鑽頂角較為力。
圖中可知W1<W2，因此W2有較長之磨損邊緣，每單位長度上切削力可降低。
鑽頂角80°之偶角為140°，鑽頂角140°之偶角為110°。
故鑽頂角80°之鑽頭可使切邊在偶角部有較大之磨耗抵抗，因此對軟金屬或塑膠之鑽孔加工，宜採較小之鑽頂角。
如圖1.4所示，在各種加工條件相同下，因鑽削之厚度T1>Y2>T3, 即作用於鑽頭之垂直切削力V3>V2>V1。
因軸方向之分力(進刀力)H1>H2>H3。
钻机配件技术参数
钻机配件技术参数一、主机参数：1.功率：主机的功率是指钻机发动机的额定功率，单位通常为千瓦（kW）。
2. 转速：主机转速一般以每分钟转数（r/min）为单位，可以是连续变速或多档固定。
转速直接关系到钻机的钻进速度和效率。
3.压力：主机的液压系统工作压力，一般为兆帕（MPa）。
液压系统工作压力越高，可以提供更大的扭矩和力矩，适应更复杂的钻进工况。
二、钻头参数：1. 直径：钻头直径是指钻头刃部最大直径，单位通常为毫米（mm）。
钻头直径决定了井眼的尺寸，直径越大，可钻取更粗的井眼。
2.钻速：钻速是指钻头在单位时间内钻进的深度，单位为米/小时（m/h）。
钻速受转速和井岩性质等因素影响，一般会凭借经验进行调整。
3.钻头类型：钻头根据工作原理和刃部结构可以分为钻头、锚齿钻头、牙轮钻头、钢牙钻头等。
不同类型的钻头适用于不同的工况。
三、钻管参数：1. 直径：钻管直径是指钻杆外径，单位通常为毫米（mm）。
钻杆直径决定了井眼的尺寸，直径越大，可钻取更粗的井眼。
2.长度：钻管长度是指单根钻管的长度，单位通常为米（m）。
钻杆的长度决定了井深的可控范围。
3. 规格：钻管规格一般指钻杆的壁厚和类型，例如，Q series（DQ，DP，ZZ,ACYTY,）等，不同规格的钻杆适用于不同的工况。
四、钳具参数：1.夹紧力：钳具的夹紧力是指夹紧装置的最大夹紧力，单位通常为千牛（kN）。
夹紧力越大，可以提供更大的钻具牢固度和稳定性。
2. 直径范围：钳具直径范围是指钳具能够夹紧的钻具直径范围，单位通常为毫米（mm）。
直径范围决定了钳具的适用范围。
五、顶驱（或吊卡）参数：1.承载能力：顶驱（或吊卡）的承载能力是指能够承受的最大重力荷载和扭矩荷载，单位通常为千牛（kN）和千牛·米（kN·m）。
2.行程：顶驱（或吊卡）的行程是指顶驱（或吊卡）的上下移动距离，单位通常为米（m）。
六、钻柱参数：1.长度：钻柱长度是指钻柱的整体长度，包括了各个组件的长度，单位通常为米（m）。
江钻钻头介绍及应用参数
一、牙轮钻头1、结构1）钻头的结构特点三牙轮钻头是由牙掌、牙轮、轴承、锁紧元件、储油密封系统、切削齿和流道喷嘴水力结构等二十多种零部件组成。
2、工作原理1)钻头的公转钻头的公转速度就是转盘或井下动力钻具的旋转速度。
钻头公转时，牙轮也绕钻头轴线旋转，牙轮上各排牙齿绕钻头轴线旋转的线速度不同，外排齿的线速度最大。
2)钻头的自转钻头旋转时，牙轮绕牙掌轴线作反时针旋转的运动叫自转。
牙轮的自转速度决定于钻头的公转转速，并与牙齿对井底的作用有关，是岩石对牙齿的吃入破碎作用产生阻力作用的结果。
3)钻头的纵振（轴向振动）冲击压碎作用轮心位置的变化使钻头沿轴向作上下往复运动，就是钻头的纵向振动，它与牙齿的齿高、齿距等钻头结构参数及岩性有关。
软地层振幅小，硬地层振幅大。
振动频率与齿数和牙轮转速成正比。
4)钻头的滑动剪切破碎作用破碎不同类型的岩石，要求钻头有不同的滑动量，滑动量由钻头结构参数决定。
软地层钻头滑动量大，硬地层应尽量小或不滑动。
3、江钻牙轮钻头表示方法江钻三牙轮钻头型号由四部分组成：钻头直径代号钻头系列代号钻头分类号钻头附加结构特征代号示例：8 1/2MD517X8 1/2：钻头直径8.5英寸（215.9mm）MD：高速马达钻头系列代号517：适合低抗压强度和高可钻性地层的镶齿钻头X：主切削齿为凸顶楔形齿1)钻头直径代号：用数字（整数或分数）表示，单位一般为英寸。
2)钻头系列代号：对于三牙轮钻头，按其适用功能、轴承及密封结构主要特征等方面，分为13个标准系列。
钻头应用表配套系统——轴承和性能3)三牙轮钻头分类号、江钻牙轮钻头与IADC编码对应表和钻头类型与地层级别对应关系表：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。
钻头每个部位的学名竟然是这样的？
全方位解剖钻头钻头的名称专业名称①螺旋角γ：不同型号角度不同，一般10°~40°。
②刃带：主要起导向和挤压的作用。
③刀背：介于刃带与槽之间的部位，但比刃带低，减小且切削力（摩擦力）。
④排屑槽表面：有时是前刀面，切屑流经的面。
⑤钻尖角：刃带与切削刃的交点。
钻头的角度⑥主切削刃：两个主切削刃的夹角为顶角б，真正的切削部位。
⑦后刀面：形成后角α的面。
⑧横刃：连接两个切削楔的部分，它承担50%的切削力（轴向）。
⑨刀背间隙：减少钻头和工件之间的摩擦力。
⑩排屑槽：较大空间，利于排屑。
孔口缺口和毛刺问题？通过减小钻尖角使钻尖顶住工件的宽度和高度进行改善。
较小的钻尖角118°1、径向分力，径向稳定性差。
2、轴向力小。
3、非延展性材料，减小崩碎。
较大的钻尖角135°~140°1、轴向分离大，径向稳定性好。
2、更大的进给能力。
3、软粘性材料，减小飞边。
4、孔的圆度，直径公差和直线度更好。
周边倒角式钻尖1、减小崩碎。
2、具有大钻尖角钻头的优点。
钻头应用问题/措施钻尖磨损原因：1.工件在钻头钻入力作用下工件会向下移动，钻头钻通后弹回。
2.机床刚性不足。
3.钻头材料不够结实。
4.钻头跳动太大。
5.夹持刚性不够，钻头滑动。
措施：1.降低切削速度2.增加进给量3.调整冷却方向（内冷）4.增加一倒角5.检查并调整好钻头的同轴度6.检查后角是否合理崩刃、破损原因：1.钻头的安装振摆，在一个切削刃上的冲击过大造成的。
2.工件的夹紧刚性低，在钻孔切出时发生。
3.进给量过大。
4.切削速度过高。
措施：1.安装振摆调整为0.02mm以下，使钻头的两个刃在平衡的条件下进行钻削加工。
2.降低进给量，减小钻头切出时的冲击。
3.如果是可转位钻头，更换刀片材质。
积屑瘤原因：1.切削材料与工件材料之间的化学反应引起的（含碳量较高的低碳钢）措施：1.改善润滑剂，增加油或添加剂含量。
2.提高切削速度，降低进给率减少接触时间。
钻头基本知识
牙轮钻头在井下工作情况判断
⑴正常情况 当地层岩性无变化时正常钻压下转盘转动均匀转
盘链条无上下跳动；钻时正常无明显变化；指重 表、泵压表指示平稳；刹把无异常感觉 ⑵轴承损坏 转盘出现周期性蹩跳钻压小蹩跳轻钻压大则蹩跳 重；钻速下降泵压正常而指重表指针有摆动
⑶牙轮卡死
转盘负荷增大转盘链条跳动方钻杆有蹩劲停转盘打 倒车；钻速下降指重表指针摆动严重
轴承/密封 直径 Bearing/Seal Gauge
s
备注 Remarks
内排齿 I
外排 齿
O
磨损特 征
D
位置 L
轴承/密封 B
规径 G
其它磨 损
O
起钻原 因
R
1
2
3
4
5
6
7
8
1内排齿：指所有的从钻头中心到2/3半径范围内的 齿
2外排齿：指距离钻头中心线2/3半径范围之外的齿
第1和第2栏用数字0-8呈线性描述切削齿的磨损情 况具体如下：
滑动轴承结构图
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
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
常用钻头参数
14.00
300
60
3
15.00
300
60
3
16.00
300
70
3
固定循 环一览
G代码
开孔动作 （Z方向）
在孔底位置动作
退刀动作 （+Z方向）
用途
G80
注销
G81
切削进给
快速进给
钻、点钻
G73
间断进给
快速进给
高速钻深孔循环
G83
间断进给
快速进给
钻深孔循环
全
G84
切削进给
主轴反转
切削进给
攻牙
是
G74
切削进给
常用钻头参数
直径D 转速S 切削速度F 下刀深度Q
3.00
1300
30
0.5
4.00
1200
40
0.5
5.00
1000
50
1
6.00
900
60
2
7.00
800
60
2
8.00
700
60
2.5
9.00
600
60
2.5
10.00
600
60
3
11.00
500
60
3
12.00
400
60
3
13.00
300
60
3
切削进给
镗孔
主轴正转
切削进给
反攻丝
动
精镗（只是
G76
切削进给
主轴定向定位
快速进给
固定循环II）
态Байду номын сангаас
G82
钻头术语
在钻井过程中发现油气显示后，用电缆下入地层测试器可以取得地层中流体的样品和测量地层压力，称做电缆地层测试。这种测试方法比较简单，可以多次地、重复地进行。
油管传输射孔
油管传输射孔是由油管将射孔器带入井下，射孔后可以直接使地层的流体经油管导致地面，不必在射孔时向井内灌入大量压井液，避免井底污染的一种先进技术。
射孔
钻井完成时，需下套管注水泥将井壁固定住，然后下入射孔器，将套管、水泥环直至油(气)层射开，为油、气流入井筒内打开通道，称做射孔。目前国内外广泛使用的射孔器有枪弹式射孔器和聚能喷流式射孔器两大类。
井底污染
井底污染又称井底损害，是指油井在钻井或修井过程中，由于钻井液漏失或水基钻井液的滤液漏入地层中，使井筒附近地层渗透率降低的现象。
影响机械钻速的因素
(1)钻压、转速和钻井液排量；(2)钻井液性质；(3)钻头水力功率的大小；(4)岩石可钻性与钻头类型。
钻井取心工具组成
(1)取心钻头：用于钻取岩心；(2)外岩心筒：承受钻压、传递扭矩；(3)内岩心筒：储存、保护岩心；(4)岩心爪：割断、承托、取出岩心；(5)还有悬挂轴承、分水流头、回压凡尔、扶正(1)密度；(2)粘度；(3)屈服值；(4)静切力；(5)失水量；(6)泥饼厚度；(7)含砂量；(8)酸碱度；(9)固相、油水含量。钻井液是钻井的血液，其主作用是：1)携带、悬浮岩屑；2)冷却、润滑钻头和钻具；3)清洗、冲刷井底，利于钻井；4)利用钻井液液柱压力，防止井喷；5)保护井壁，防止井壁垮塌；6)为井下动力钻具传递动力。
溢流关井程序
(1)停泵；(2)上提方钻杆；(3)适当打开节流阀；(4)关防喷器；(5)试关紧节流阀；(6)发出信号，迅速报告队长、技术员；(7)准确记录立柱和套管压力及泥浆增量。
钻头与钻井参数设计
钻头与钻井参数设计第四章钻头与钻井参数设计 (2)第一节牙轮钻头的分类 (2)一．牙轮钻头结构特点简介 (2)二．牙轮钻头的进展趋势 (9)三．牙轮钻头的分类 (10)四．常用牙轮钻头的IADC分类 (14)第二节牙轮钻头的合理使用 (22)一．牙轮钻头的选型 (22)二．钻井参数的选择 (23)三．现场使用牙轮钻头的操作要点及注意事项 (28)四．确定合理的起钻时刻 (30)五．钻头使用经济评判 (31)第三节金刚石钻头 (32)一．天然金刚石钻头 (32)二．聚晶金刚石复合片（PDC）钻头 (35)三．热稳固性聚晶金刚石（TSP）钻头 (43)四．全刚石钻头的分类方法 (43)五．常用全刚石钻头的选型表 (47)第四节钻头磨损分析 (53)一．IADC钻头磨损定级方法 (53)二．钻头磨损特点分析 (57)第五节水力参数设计 (61)一．钻井水力参数设计步骤与方洁 (61)第六节钻井液流变参数设计 (70)一．钻井液流变模式的选择 (70)二．钻井液流态的判别 (71)三．钻井液的携岩能力 (73)四．老屑浓度与有效钻井液密度 (75)五．选择钻井液流变参数的几个约束条件 (76)附件一标准的喷嘴尺寸及面积 (77)附件二．中国海上常用钻井泵的泵压和排量 (79)参考文献 (80)第四章钻头与钻井参数设计钻头和钻井参数是阻碍钻井速度、钻井时效和钻井成本的重要的可变因素。
本章要紧介绍的是牙轮钻头和金刚石钻头的分类、选型及磨损定级的方法，并结合现场实践，对钻井水力参数、机械参数和钻井液流变参数进行优选设计。
第一节牙轮钻头的分类一．牙轮钻头结构特点简介牙轮钻头有单牙轮、双牙轮和三牙轮钻头之分，而三牙轮钻头是石油钻井中用得最为广泛的一种。
牙轮钻头一样由牙掌、牙轮、切削齿、轴承、锁紧元件、储油密封系统、喷嘴装置等部件组成。
下面以三牙轮钻头为例，对其结构特点（见图4－1）作一简要介绍。
1．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截了当铣削加工而成的，牙齿形状为楔形齿。
机加工钻头规格尺寸大全【太全了】
钻头是用来在实体材料上钻削出通孔或盲孔，并能对已有的孔扩孔的刀具。
常用的钻头主要有麻花钻、扁钻、中心钻、深孔钻和套料钻。
扩孔钻和锪钻虽不能在实体材料上钻孔,但习惯上也将它们归入钻头一类。
钻头结构：一种钻头，包括一个刀杆（１），刀杆有一个尖端，尖端有两个位于一个主平面（Ｃ－Ｃ）上的切削刀片（５、５′），所述切削刀片（５、５′）具有在共同第二平面（Ｅ－Ｅ）上取向的短的中心切削刀刃。
所述刀刃形成一个点状中心切削刀刃用于进入工件，并且由此将钻头对中。
在刀杆上，设两个排屑槽（６、６′），所述排屑槽（６、６′）从尖端延伸到底端。
在沿刀杆的任一截面上，排屑槽在管平面上都位于彼此径向相对的位置，管平面与在管的两侧的两个刃带的共同刃带平面（Ｆ－Ｆ）成９０°延伸，所述刀杆在该平面具有最大的刚性。
中心切削刀刃的第二平面（Ｅ－Ｅ）的取向与刃带平面或刀杆的底端的主刚性方向（Ｆ－Ｆ）大约成９０°角。
钻头是一种在对混凝土等进行的钻孔作业中，能缓和钻孔状态突然改变的情况，使钻孔作业稳定，即使在产生大粒的切屑时，钻孔效率也不致降低的钻头。
钻头大致呈辐射状配置的切刃部，具有至少2个主切刃部、以及在圆周方向上配设于所述主切刃部与主切刃部之间的，至少两个副切刃部，所述主切刃部具备作为其切刃的主切刃，主切刃内端位于旋转中心，外端则位于切刃部的旋转轨迹的外缘；所述副切刃部具有作为其切刃的副切刃，该副切刃内端位于向外径侧偏离旋转中心的部位，外端则位于向旋转中心侧偏离切刃部的旋转轨迹的外缘的位置上。
一种钻头，具备配置于钻头前端的多个切刃部、及设于该切刃部基端一侧且于基端部上形成有柄部的轴状钻头主体；所述切刃部具有由切削面与后隙面的接合缘向前端侧突设而形成的切刃，所述切刃自钻头旋转中心侧向外径侧配置成大致辐射状各类钻头规格如下表：钻头规格180度规格小径大径全长小径刃长柄径M3 3.4 6.5 65 13 6.5 M4 4.5 8.0 75 18 8 M5 5.5 9.5 85 22 9.5 M6 6.6 11.0 90 25 11 M8 9.0 14.0 100 28 12 M10 11.0 17.5 110 30 12 M12 14.0 20.0 115 32 12 1/4 6.85 11.0 90 25 11 5/16 8.55 14.0 100 28 12 3/8 10.1 15.0 110 30 12 1/2 13.5 20.0 115 32 12钻头规格90 度规格小径大径全长小径刃长柄径M3 3.4 6.4 65 35 6.4M4 4.5 8.4 75 42 8.4M5 5.5 10.4 85 50 10.4M6 6.6 12.5 90 53 12.0M8 9.0 16.5 100 53 12.0钻头规格180度规格小径大径全长小径刃长柄径M3 3.4 6.5 65 13 6.5M4 4.5 8.0 75 18 8M5 5.5 9.5 85 22 9.5M6 6.6 11.0 90 25 11M8 9.0 14.0 100 28 12M10 11.0 17.5 110 30 12M12 14.0 20.0 115 32 121/4 6.85 11.0 90 25 115/16 8.55 14.0 100 28 123/8 10.1 15.0 110 30 121/2 13.5 20.0 115 32 12钻头规格90 度规格小径大径全长小径刃长柄径M3 3.4 6.4 65 35 6.4M4 4.5 8.4 75 42 8.4M5 5.5 10.4 85 50 10.4M6 6.6 12.5 90 53 12.0M8 9.0 16.5 100 53 12.0钻头外径钻头长度钻头外径钻头长度φ20mm 350mm φ102mm 350mm/420mm φ22mm 350mm φ108mm 350mm/420mm φ24mm 350mm φ110mm 350mm/420mm φ26mm 350mm/420mm φ114mm 350mm/420mm φ28mm 350mm/420mm φ120mm 350mm/420mm φ30mm 350mm/420mm φ127mm 350mm/420mmφ32mm 350mm/420mm φ132mm 350mm/420mm φ38mm 350mm/420mm φ150mm 350mm/420mm φ40mm 350mm/420mm φ159mm 350mm/420mm φ44mm 350mm/420mm φ166mm 350mm/420mm φ50mm 350mm/420mm φ180mm 350mm/420mm φ57mm 350mm/420mm φ200mm 350mm/420mm φ63mm 350mm/420mm φ220mm 350mm/420mm φ76mm 350mm/420mm φ250mm 350mm/420mm φ83mm 350mm/420mm φ275mm 350mm/420mm φ89mm 350mm/420mm φ300mm 350mm/420mm钻头规格180度规格小径大径全长小径刃长柄径M3 3.4 6.5 65 13 6.5M4 4.5 8.0 75 18 8M5 5.5 9.5 85 22 9.5M6 6.6 11.0 90 25 11M8 9.0 14.0 100 28 12M10 11.0 17.5 110 30 12M12 14.0 20.0 115 32 121/4 6.85 11.0 90 25 115/16 8.55 14.0 100 28 123/8 10.1 15.0 110 30 121/2 13.5 20.0 115 32 12钻头规格90 度规格小径大径全长小径刃长柄径M3 3.4 6.4 65 35 6.4M4 4.5 8.4 75 42 8.4M5 5.5 10.4 85 50 10.4M6 6.6 12.5 90 53 12.0M8 9.0 16.5 100 53 12.0中心钻头规格表刃径(d) 刃径公差刃长(L2) 柄径(D) 全长(L) 0.4 0.05 -0.05 0.5 3.0 31 0.5 0.05 -0.05 0.6 3.0 31 0.6 0.05 -0.05 0.7 3.5 36 0.7 0.05 -0.05 0.8 3.5 36 0.8 0.05 -0.05 0.9 4.0 360.9 0.05 -0.05 1.0 4.0 361.0 0.05 -0.05 1.2 4.0 36 1.2 4.0 1001.2 0.05 -0.05 1.4 5.0 421.5 0.05 -0.05 1.8 5.0 42 1.8 5.0 1001.8 5.0 1501.8 5.0 2002.0 0.08 -0.08 2.4 5.0 42 2.4 6.0 1002.4 6.0 1502.4 6.0 2002.5 0.08 -0.083.0 6.0 473.0 8.0 1003.0 8.0 1503.0 8.0 2003.0 0.08 -0.08 3.6 7.7 57 3.6 10.0 1003.6 10.0 1503.6 10.0 2003.2 0.08 -0.08 3.8 7.7 574.0 0.08 -0.08 4.8 10.0 69 4.8 10.0 1004.8 10.0 1504.8 10.0 2005.0 0.12 -0.126.0 11.0 696.0 12.0 1006.0 12.0 1506.0 12.0 2006.0 0.12 -0.12 8.0 16.0 908.0 0.12 -0.12 10.0 18.0 10010.0 0.12 -0.12 12.0 18.0 10012.0 0.12 -0.12 15.0 22.0 110高速钢空心钻头，又名取芯钻头或开孔器，钻头分类：高速钢钻头，硬质合金钻头，钨钢钻头；削切深度：35MM、50MM、100M；适合钻机：进口的磁座钻、磁力钻、国产磁座钻、磁铁钻、吸铁钻、钢板钻、磁性钻、机床、台钻、座钻等。
钻井工程-5-钻头讲解
2. IADC分类法
系列代号—用数字1~8表示钻头牙齿特征及适钻地层； 1-3为铣齿，5-8为镶齿。 地层等级代号—用数字1~4表示所钻地层再分为4个等 级钻；头结构特征代号—用数字1~9表示钻头结构特征，其 中1~7表示钻头轴承及保径特征； 附加结构特征代号—用英文字母表示钻头附加特征。
祥见书P66-67. 例如：341S——表示适用于中等研磨性或研磨性4级硬地层非密封
•牙轮布置方案： （1）非自洗无滑动布置：
各牙轮牙齿齿圈不嵌合，单锥、不超顶，不移轴，用于硬地层；
（2）自洗不移轴布置：
各牙轮牙齿齿圈相互嵌合，副锥、超顶，不移轴，用于中硬地层；
（3）自洗移轴布置：
各牙轮牙齿齿圈相互嵌合，副锥、超顶，移轴，用于软地层；
非自洗
自洗无移轴
自洗移轴
牙轮及牙齿的布置
非自洗
高，则流入储油杯。其中，有效密 封是关键。
•
4．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产生高速流动的水射 流，清除井底岩屑，辅助破碎岩石。
三牙轮钻头一般安装 3 个喷嘴，直 径7~13mm。用卡簧固定在水眼内，并用o 形圈密封。
5．牙轮及牙齿的布置方式
•布齿原则： （1）转一周牙齿全部破碎井底，不留下未被破碎的凸起； （2）牙轮在重复滚动时应使牙齿不落入别的牙齿的破碎坑内； （3）牙齿磨损均匀。
铣齿牙轮钻头
镶齿牙轮钻头
2．轴承
牙轮钻头轴承有大、中、小和止推四副。根据轴承的密封与否，可分为密封 和非密封两类。根据轴承副的结构，可分为滚动轴承和滑动轴承两大类。
•滚动轴承结构：滚柱—滚珠—滚柱—止推 滚柱—滚珠—滑动一止推
•滑动轴承结构：滑动—滚珠—滑动—止推
第一节 钻头
牙轮布置方案
（1）非自洗无滑动布置： 各牙轮牙齿齿圈不嵌合，单锥、不超顶，不移轴，用
于硬地层； （2）自洗不移轴布置：
各牙轮牙齿齿圈相互嵌合，副锥、超顶，不移轴，用 于中硬地层； （3）自洗移轴布置：
（3）金刚石钻头类型(按金刚石材料分) 1）天然金刚石钻头 2）聚晶金刚石复合片钻头(PDC) 3）热稳定聚晶金刚石钻头(TSP)。
刮刀钻头（drag bit）
牙轮钻头（cone bit）
金刚石钻头（diamond drill bit）
ＰＤＣ钻头
ＰＤＣ双心钻头
ＴＳＰ钻头
(二）三类钻头的使用率
刮刀钻头主要以切削作用破碎地层。 破碎塑性岩石过程：
在钻压W 作用下，刀翼容易吃入地层；刃 前岩石在扭转力T 的作用 下不断产生塑性流动。
这和车刀切削软金属的过程类似。
（三）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。
密封圈
滚密 柱封
圈 止推
台阶
滑动摩 擦衬套 滑动摩 擦副
③根据轴承副的结构（大轴承）分类： 滚动轴承和滑动轴承两大类。
滚动轴承的结构形式： a.“滚柱—滚珠—滚柱—止推” b.“滚柱—滚珠—滚珠—止推”
滑动轴承的结构： a.“滑动—滚动—滑动—止推” b.“滑动—滑动—滑动—止推”
4．储油润滑密封系统
牙轮钻头使用约占总进尺的80%左右，其 次是金刚石材料钻头，刮刀钻头很少用。
江钻钻头介绍及应用参数
一、牙轮钻头1、结构1）钻头的结构特点三牙轮钻头是由牙掌、牙轮、轴承、锁紧元件、储油密封系统、切削齿和流道喷嘴水力结构等二十多种零部件组成。
2、工作原理1)钻头的公转钻头的公转速度就是转盘或井下动力钻具的旋转速度。
钻头公转时，牙轮也绕钻头轴线旋转，牙轮上各排牙齿绕钻头轴线旋转的线速度不同，外排齿的线速度最大。
2)钻头的自转钻头旋转时，牙轮绕牙掌轴线作反时针旋转的运动叫自转。
牙轮的自转速度决定于钻头的公转转速，并与牙齿对井底的作用有关，是岩石对牙齿的吃入破碎作用产生阻力作用的结果。
3)钻头的纵振（轴向振动）冲击压碎作用轮心位置的变化使钻头沿轴向作上下往复运动，就是钻头的纵向振动，它与牙齿的齿高、齿距等钻头结构参数及岩性有关。
软地层振幅小，硬地层振幅大。
振动频率与齿数和牙轮转速成正比。
4)钻头的滑动剪切破碎作用破碎不同类型的岩石，要求钻头有不同的滑动量，滑动量由钻头结构参数决定。
软地层钻头滑动量大，硬地层应尽量小或不滑动。
3、江钻牙轮钻头表示方法江钻三牙轮钻头型号由四部分组成：钻头直径代号钻头系列代号钻头分类号钻头附加结构特征代号示例：8 1/2MD517X8 1/2：钻头直径8.5英寸（215.9mm）MD：高速马达钻头系列代号517：适合低抗压强度和高可钻性地层的镶齿钻头X：主切削齿为凸顶楔形齿1)钻头直径代号：用数字（整数或分数）表示，单位一般为英寸。
2)钻头系列代号：对于三牙轮钻头，按其适用功能、轴承及密封结构主要特征等方面，分为13个标准系列。
钻头应用表配套系统——轴承和性能3)三牙轮钻头分类号、江钻牙轮钻头与IADC 编码对应表和钻头类型与地层级别对应关系表：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。
第二章 1--钻头
四、金刚石材料钻头的结构及工作原理
（一）金刚石的基本特征
金刚石是比重3.52的结晶碳，其抗压强度为9000MPa，是迄今 为止在地球上发现的最硬、抗磨能力最强的材料。
(二)刮刀钻头的工作原理
刮刀钻头主要以切削、剪切和挤压
方式破碎地层，具体方式取决于钻头的
切削结构及所钻地层的岩性。
刮刀钻头破碎塑性岩石的方式 在钻
压W和扭转力T的作用下不 断产生塑性 流动。
图2-5 刮刀钻头破碎塑性岩石过程
破碎塑脆性岩石大体分为三个过程：
(1)刃前岩石沿剪切面破碎后。T力减小， 切削刃向前推进。碰撞刃前岩石(图2-6a)；
a．逼压式水槽结构：包括高压水槽及低压水槽。 b．辐射形水槽：水槽为放射形且在钻头工作面上均匀分布。 c．辐射形逼压式水槽。 d．螺旋形水槽：水槽为反螺旋流道。
图2-21 天然金刚石钻头和TSP钻头水力结构的水槽类型
(3)金刚石粒度和排列：钻头用金刚石的粒度根据地层而 定。较软地层，粒度较大；较硬地层，粒度较小。
(二)牙轮钻头工作原理
1．牙轮的公转与自转 公转：牙轮随钻头一起旋转。 自转：钻头工作时，牙轮绕牙轮轴线做逆时针 方向的旋转称自转。 2．钻头的纵向振动 纵向振动：牙齿与井底的接触是单齿、 双齿 交错进行的—接触井底所引起的较高频振动外，在 图2-13 单、双齿交错接触
井底引起牙轮的纵向振动 纵向还有低频率、振幅较大的振动，这是由于井底 不平和有凸台所引起的。