牙轮钻头分类

牙轮钻头分类及新技术介绍

钻头分类钻头系列及命名
轴承和密封
交流内容
钻头水力学
钻头保径
切削结构
Smith 牙轮钻头产品系列
Smith 牙轮钻头产品系列
钻头分类钻头系列及命名
轴承和密封
交流内容谢谢 !!!
钻头水力学
钻头保径
切削结构
Bit Sizes 3½” - 12¼”
滑动轴承特性
180 160 140 120 100 80 60 60 40 20 0 Be. Copper Spinodal Spinodal-2 97
抗拉强度
168
2.5 2
% 延伸率
2.3
1.6 1.5 1 0.5 0 Be. Copper Spinodal Spinodal2 1
4
Normalized Impingement Press.
3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0
S-Flo(TM) 3 98 Series S-Flo(TM), 3 95 Series
NOTE: Identical TFA conditions.
喷嘴冲击区域
Flow rate
普通喷嘴 (S-Flo) 井底冲击压力
Shamal™ 轴承系统
Cone Cone
Journal Standard Clearance
Journal Shamal™ Clearance
Bit Sizes 16” - 28”
滚柱轴承与双密封分解图
Bit Sizes 16” - 28”
Bit Sizes 12” - 14½”
滑动轴承与密封
主轴承(外) 辅轴承(内) 球轴承密封
钻头分类钻头系列及命名
轴承和密封

IADC钻头分类体系

Slide #17
L - Lug Pads M - Motor Application S - Standard Milled Tooth T - Two-Cone Bit W - Enhanced C/S X - Chisel Tooth Insert Y - Conical Tooth Insert Z - Other Shape Inserts
轴承和保径 (Bearing & Gage)
第三位代码轴承和保径七个分类: 1---非密封滾柱轴承 2---气冷滾柱轴承 3---非密封滾柱轴承,保径 4---密封滾柱轴承 5---密封滾柱轴承,保径 6---密封滑动轴承 7---密封滑动轴承,保径
Slide #12
Slide #8
1. 抗压强度低和可钻性高的软地层 2. 抗压强度高的中到中硬地层 3. 半研磨性硬地层和研磨性地层
4. 抗压强度低和可钻性高的软地层 5. 抗压强度低的软到中软地层 6. 抗压强度高的中硬地层 7. 半研磨性硬地层和研磨性地层 8. 坚硬地层和研磨性地层
地层硬度划分
Slide #3
IADC 牙轮钻头分类
4 位设计/使用代码前三位使用数值第四位使用字母 135M 或 447X 或 637Y
Slide #4
IADC 牙轮钻头分类代码
数字代码由下列三位组成: 硬度系列 (Series) 第一位类型 (Type) 第二位轴承和保径 (Bearing & Gage) 第三位字母代码: 第四位
Slide #16
IADC 特征
A - Air Application B - Special Bearing/Seal C - Center Jet D - Deviation Control E - Extended Nozzles G - Gage/Body Protection H - Horizontal Application J - Jet Deflection

牙轮钻头

(b) 轴承的储油密封润滑牙轮钻头轴承的储油密封润滑结构是在一牙轮巴掌的组合体上增加一套储油密封系统。它由轴承腔的压力补偿系统和密封元件等组成。其作用是将牙轮内腔与外界的洗井液分开，并在钻头工作时，随时向轴承腔补充润滑脂，从而改善轴承的工作条件。
(c) 滑动轴承滑动轴承钻头主要是指滑动轴承取代大轴滚柱轴承的牙轮钻头。其结构为滑动轴承一滚珠轴承一滑动轴承。滑动轴承把牙轮轴颈与滚柱的线接触改变成滑动摩擦面间的面接触，承压面积大大增加，比压大大减小。同时，不存在滚柱对轴颈的冲击作用。由于去掉了滚柱就可以把轴颈尺寸加大，牙轮壳体增厚，这样提高了整个轴承的强度，从而有利于增大钻压，大大提高了钻头的工作寿命。
d.牙轮钻头的轴承决定钻头工作寿命最关键的因素是轴承。通常轴承先于钻头牙齿及其他部分而报损（称为轴承的先期损坏），密封润滑的滑动轴承钻头大大提高了牙轮钻头的使用寿命。目前普遍使用的是硬质合金齿喷射式密封滑动轴承牙轮钻头。
(a)普通轴承（滚动不密封轴承）牙轮钻头的普通轴承由牙爪轴颈、牙轮内腔、滚动体组成。在牙轮内腔及轴颈上加工了相对应的三个不同尺寸的滚动体跑道，构成三副轴承。大轴承主要承受由钻压引起的径向载荷，小轴承起扶正及承受少量径向载荷的作用，中间的滚珠轴承主要起锁紧定位作用，它将牙轮及牙爪轴颈锁在一起并承受部分轴向载荷。
(4)牙轮钻头的工作原理钻进中牙轮钻头在井底的运动及破岩机理取决于钻头的结构、钻进参数配合、井底状态等多方面的因素。为了能够根据不同地层岩性，合理选择与使用钻头，就必须了解牙轮钻头在井底的运动及破岩机理。
a.牙轮钻头在井底的运动牙轮钻头在井底的运动，决定着牙轮与牙齿的运动，从而直接决定了牙齿对地层岩石的破岩作用。钻头在井底的运动有公转、自转、纵振、滑动。钻头在井底运动的同时牙轮在井底的运动也有公转、自转、纵振和滑动。

三、HJ系列油用三牙轮钻头的可选...

江钻油用牙轮钻头江钻股份公司1982年开始使用国外先进的J、X、R系列钻头制造技术，以后又陆续引进了ATJ、ATM、ATX、MAX、GT等系列钻头技术。

经公司科技人员二十多年来卓有成效的研究，不仅发展了原引进的系列产品，而且还先后开发出具有自主知识产权的浮动轴承技术、大井底覆盖技术、双流道技术、等磨损齿技术、单牙轮钻头技术等多项技术，并形成系列钻头新产品江钻油用牙轮钻头结构新颖，品种齐全，现有9个标准系列25种规格600多个品种，可适用于软到极硬的各类不同地层。

江钻油用牙轮钻头型号介绍江钻油用牙轮钻头型号由四部分组成：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。

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。

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，油用钻头系列代号见下表1。

表1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。

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如下表3。

表3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。

钻头附加特征技术介绍（注：每个特征后附照片）C：表示在钻头中心位置布置有喷嘴。

中心喷嘴能够有效清洗牙轮，减少钻头的泥包现象，提高钻头的机械钻速。

它适合极软到软地层的钻井。

H：表示金刚石复合齿保径。

三牙轮钻头分类

镶齿密封钻头
XMP
镶硬质合金齿滑动密封轴承喷射式三牙轮钻头
镶齿滑动轴承钻头
XH
国产三牙轮钻头系列代号
国产三牙轮钻头的型式代号
极软
软
中软
中
中硬
硬
极硬
型式
型式代号
1
2
3
4
5
6
7
原型式代号
JR
R
ZR
Z
ZY
Y
JY
适用岩层
举例
泥岩
石豪
盐岩
软页岩
白垩
软石灰岩
中软页岩
硬石豪
中软石灰岩
中软砂岩
硬页岩
石灰岩
中软石灰岩
中软砂岩
石英砂
硬白云岩
硬石灰
大理岩
花岗岩
石英岩
玄武岩
黄铁矿
钻头体颜色
浮白
黄
淡蓝
灰
墨绿
红
褐
类别
系列名称
代头
Y
喷射式三牙轮钻头
喷射式钻头
P
滚动密封轴承喷射式三牙轮钻头
密封钻头
MP
滚动密封轴承保径喷射式三牙轮钻头
密封保径钻头
MPB
滑动密封轴承喷射式三牙轮钻头
滑动轴承钻头
HP
滑动密封轴承保径喷射式三牙轮钻头
滑动保径钻头
HPB
镶齿钻头
镶硬质合金齿滚动密封轴承喷射式三牙轮钻头

牙轮钻头简介

1.1.3、轴承结构（续）
金属密封环：它采用优质不锈钢经过多道工序特殊精密加工而成。其结构由上、下两个金属环组成，上环装于牙轮，其外径小于牙轮密封槽直径；下环装于牙掌，其内径大于牙掌大轴密封面直径。
1.1.3、轴承结构（续）
金属环的两个密封平面靠高精度的表面加工质量、严格控制其平面度及表面粗糙度，来达到优良的密封效果。这两个金属环是靠两个O形橡胶供能圈固定在牙轮和牙掌密封面上，借助弹性好、压缩永久变形小的橡胶圈，产生压缩和拉伸变形，给金属环以轴向压力，这个压力可以保证两个高耐磨金属环的密封面经常接触。即使金属环磨损后，橡胶圈仍可靠其弹力继续压紧两个金属环，实现面密封和动密封。
1.1.2、切削结构：牙轮和牙齿（续）
钢齿形状多为楔形，为了加强钻头保径，外排齿往往设计成“T”、“L”、“Π”形，为克服钢齿在破碎时易磨损的缺点，需要在牙齿的工作面及背锥面敷焊耐磨材料。
1.1.3、轴承结构
牙轮钻头轴承由牙轮内孔、牙掌轴颈、锁紧元件等组成。轴承副有大、中、小轴和止推面等四个，大、小轴承受径向载荷，中轴主要用来锁紧和定位，止推面则承受轴向载荷。根据轴承副结构，钻头轴承一般分为滚动和滑动轴承两大类；根据轴承的密封，可分为密封和非密封（目前我公司还有浮动密封轴承）。
示
8 1/2HJ537GL钻头
例
8 1/2：钻头直径为8.5英寸（即215.9mm） HJ：滑动轴承金属密封 537：低抗压强度，软到中地层镶齿钻头 G：掌背加强 L：掌背扶正块
谢
谢
1
低抗压强度高可钻性的软地层高抗压强度的中到中硬地层半研磨性及研磨性的硬地层
钢齿钻头
2
3
321

牙轮钻头简介

牙轮钻头的选择方法
地层适应性
选择适合特定地层的牙轮钻头，如软地层、硬地层、研磨性地层等。
Hale Waihona Puke 尺寸与规格根据钻井设备的尺寸和规格选择合适的牙轮钻头，以确保与钻杆、马达等设备的配合。
耐磨性与寿命
考虑牙轮钻头的耐磨性和寿命，选择具有较长使用寿命和较低维护成本的牙轮钻头。
牙轮钻头的使用方法
安装与调试
牙轮钻头的结构
牙轮钻头的结构可以分为三大部分：上部、中部和下部。
上部主要包含轴承座和轴承，中部是牙轮和钻头体，下部则是喷嘴和密封件等。
牙轮钻头的分类
根据牙轮数目，牙轮钻头可分为单牙轮钻头和多牙轮钻头；
根据结构特点，可分为常规牙轮钻头和新型牙轮钻头。
根据使用条件，可分为软地层牙轮钻头和硬地层牙轮钻头；
根据不同的牙轮钻头类型和规格，进行正确的安装和调试，确保与钻杆的配合良好。
使用条件
确保牙轮钻头在使用过程中保持适当的转速和压力，避免过度磨损和破裂。
维护与保养
定期检查牙轮钻头的磨损情况，及时更换磨损严重的牙轮，保持钻头的良好状态。
牙轮钻头的发展趋势与研究方
05
向
牙轮钻头的发展趋势
01
高效化
牙轮钻头的工作原理
02
牙轮钻头的工作过程
01
旋转运动
牙轮钻头在旋转过程中，每个牙轮都会围绕钻头轴线旋转，同时也会绕自身的轴线旋转。这种旋转运动使得牙轮能够有效地破碎岩石。
02
轴向压力
在钻进过程中，牙轮钻头会受到轴向压力，帮助破碎岩石。这种压力可以由液压系统或机械系统提供。
03
剪切力
牙轮钻头在旋转过程中，相邻牙轮之间会产生剪切力，这种剪切力能够使岩石破裂。

牙轮钻头资料重点

(b) 轴承的储油密封润滑
牙轮钻头轴承的储油密封润滑结构是在一牙轮巴掌的组合体上增加一套储油密封系统。它由轴承腔的压力补偿系统和密封元件等组成。其作用是将牙轮内腔与外界的洗井液分开，并在钻头工作时，随时向轴承腔补充润滑脂，从而改善轴承的工作条件。
(c) 滑动轴承
滑动轴承钻头主要是指滑动轴承取代大轴滚柱轴承的牙轮钻头。其结构为滑动轴承一滚珠轴承一滑动轴承。滑动轴承把牙轮轴颈与滚柱的线接触改变成滑动摩擦面间的面接触，承压面积大大增加，比压大大减小。同时，不存在滚柱对轴颈的冲击作用。由于去掉了滚柱就可以把轴颈尺寸加大，牙轮壳体增厚，这样提高了整个轴承的强度，从而有利于增大钻压，大大提高了钻头的工作寿命。
此外，还有两道承受牙轮轴向载荷的止推轴承，即小轴端部为第一道止推轴承，它由小轴端部堆焊耐磨合金，并在牙轮内腔相对应部位镶装耐磨合金；小轴颈底端的台肩面为第二道止推轴承，它在小轴颈底端的台后面堆焊耐磨合金，同时也在牙轮内腔相对应部位镶装耐磨合金。
常用的轴承结构有：滚柱轴承一滚珠轴承一滑动轴承和滚柱轴承一滚珠轴承一滚柱轴承两种。前种结构多用在直径 152－244mm的小尺寸钻头中，后一种结构多用在直径244 mm以上的大尺寸钻头中。普通轴承由于没有密封装置，当钻头在井内工作时，洗井液与泥砂极易进人牙轮内腔，很快将轴承腔内的润滑脂冲蚀掉，加剧了轴承磨损，导致普通牙轮钻头工作寿命很短。
非自洁式又称重叠式，其特点是各牙轮上可任意布置齿圈，不受相邻牙齿的影响，故可加密齿圈。重叠式牙轮钻头适应于硬及研磨性较高的地层。
牙齿的加硬。钻进中，在钻头破碎岩石的同时牙齿逐渐被磨损，影响牙齿磨损的主要因素是地层岩石的研磨性、钻井技术参数、牙齿材料与齿形、加工工艺技术等。

石油钻井之钻头介绍.

三、牙轮钻头
一般地，钻软到中硬地层的
钻头兼有超顶、复锥和移轴；
钻中硬到硬地层的钻头在设计上有超顶和复锥；钻极硬和研磨性较强地层的钻头常采用单锥牙轮，不超顶也不移轴。
三、牙轮钻头 3、牙轮钻头的分类及选用 1）IADC分类及编号轮钻头生产厂商众多，这些钻头厂商提供了多种类型和结构的钻头。为了便于牙轮钻头的选择和使用，国际钻井承包商学会（ IADC）制定了全世界统一的牙轮钻头分类标准及编号方法。 IADC规定，每一类钻头用三位数字代表，个数字意义如下：第一位数字表示牙齿类型及适钻地层： 1- 铣齿，软地层； 2- 铣齿，中到中硬地层； 3- 铣齿，硬、研磨性或半研磨性地层； 4- 备用； 5- 镶齿，软到中等地层； 6- 镶齿，中硬地层； 7- 镶齿，硬、研磨性或半研磨性地层； 8- 镶齿，极硬、高研磨性地层
削软金属。刀片在钻压的作用下
吃入地层，与此同时刀刃前面的岩石在扭转力的作用下不断产生塑性流动，井底岩石被层层剥起。
二、刮刀钻头刮刀钻头钻进脆性较大的地层时，破碎岩石的过程则分为碰撞、压碎及小剪切和大剪切三个阶段：（1）碰撞：刃前岩石破碎后，岩石对刀片的扭转阻力减小，刀片向前推进，碰撞刃前岩石；
刮刀钻头适用于软地层和粘软地层。钻进时需要适当控
制钻压与转速，注意防斜、防蹩、防止刀翼断裂。由于刮刀钻头在软地层中的机械钻速较快，岩屑量较大，宜采用大排量钻进，充分清洗井底和冷却钻头。刮刀钻头钻进时，刀翼外侧线速度较高，磨损速度较快，钻头容易磨损成
锥形，此时要特别注意防斜和防止井径缩小。
三、牙轮钻头
三、牙轮钻头 1、牙轮钻头的结构三牙轮钻头的基本结构：
钻头本体：有三片牙掌组装
焊接在一起,上部有连接丝扣。牙轮：由牙轮体和牙齿组成锥形的金属体。牙齿分铣齿和镶齿两种类型

第五章下井工具

第五章下井工具第一节、钻头一、牙轮钻头1、牙轮钻头的组成三牙轮钻头的结构可分为五个部分，即钻头体、巴掌、牙轮、轴承和水眼。

密封喷射式钻头还有储油补偿系统。

⑴钻头体与巴掌牙轮钻头的钻头体上部车有丝扣与钻具相连下部带有三个巴掌与牙轮的轴颈相连，起支撑牙轮的作用。

钻头体的底端中部镶焊水眼板或安装喷嘴。

⑵牙轮牙轮是一个外面带有牙齿，内腔加工成与轴颈相对应的滚动体跑道（或滑动摩擦面）的锥体，分单锥和复锥两种结构。

单锥牙轮有主锥和背锥组成，适用于硬或研磨性较高的地层；复锥牙轮有主锥、复锥和背锥组成，适用于软或中硬地层。

⑶牙齿牙齿是破岩的主要元件，牙轮钻头的牙齿有铣齿（钢齿）和硬质合金齿（镶齿）两种。

⑷轴承牙轮钻头的轴承是决定钻头寿命的重要因素之一，按结构不同分为滚动轴承和滑动轴承两类。

若使用不当，易出现轴承先期损坏，即轴承先于钻头牙齿及其他部分而报损的现象。

⑸储油密封补偿系统其作用是将轴承内腔与外界的钻井液分开，并在钻头工作时，随时向轴承腔内补充润滑脂，从而改善轴承的工作条件。

2、牙轮钻头的产品系列1）牙轮钻头的直径系列⑴国产钻头的直径系列，共有15种。

江汉常用的有17 1／2″、12 1／4″、9 5／8″、8 1／2″、3 7／8″。

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种直径系列。

国产牙轮钻头的结构系列三牙轮钻头空气钻井用镶硬合金齿三牙轮钻头2）国产三牙轮钻头产品型号表示法例如：215XHP5表示用于中硬地层、直径为215毫米的镶齿密封滑动喷射式钻头。

3）江钻油用牙轮钻头型号表示法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⑴钻头直径代号：用数字（整数或分数）表示，其数字代表钻头直径英寸数。

⑵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9个标准系列（见表）序号轴承及密封主要结构特征标准系列特殊系列T （特 D（等B（双流别保径）磨损齿）道低喷嘴座）3 滑动轴承金属密封HJHJD HJB4滑动轴承浮动密封HFHFTHFDHFB8 滚动轴承浮动密封GFGFT⑶钻头分类号：由三位数组成，首位数为切削结构类别及地层系列号，第二位数为地层分级号，末位数为钻头结构特征代号。

牙轮钻头

三、牙轮钻头的分类
第二位字码为岩性级别代号，用数字1-4分别表示第一位数码表示的钻头所适用的地层中在依次从软到硬分四个级别。第三位字码为钻头结构特征代号，用数字1-9表示，其中1-7表示钻头轴承及保径特征，8，9留待未来。第四位字码为钻头附加的结构特征号，用与前面三种无法表达的特征。 A一空气冷却 C一中心喷嘴 D一定向钻井 E一加长喷嘴 1 2 3 4 5 7 8 非密封滚动轴承空气清洗冷却，滚动轴承滚动轴承，保径。滚动密封轴承滚动密封轴承，保径滑动密封轴承滑动密封轴承，保径
切削齿的磨损评析 0为新齿，无断齿，无磨损，依次逐渐递增，8为全部磨损，掉齿，断完。0-8数字呈线性描述切削齿的磨损状况；磨损特征：如BC-牙轮破裂; 位置：N-顶部齿圈 M -中间齿圈 G -规径齿圈 A -全部齿圈；轴承密封：不密封的轴承（0-8）和轴承密封 E –密封有效 F-密封失效 N-不能顶级 X-金刚石钻头（无轴承）；规径：（以1in的分数值表示）I-规径无磨损每1/16in为一个标准；其他磨损参照磨损特征起钻原因如BHA-更换钻具组合；
G一附加保径/钻头体保护 J一喷嘴偏射 R一加强焊缝 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
四、牙轮钻头的合理使用牙轮钻头的合理使用
（1）牙轮钻头的选型和使用原则）地层的软硬程度和研磨性； ① 地层的软硬程度和研磨性；钻进井段的深浅； ② 钻进井段的深浅；易斜地层； ③ 易斜地层； ④ 软硬交错地层；（2）使用前的入井检查内容）钻头型号、直径应符合要求； ① 钻头型号、直径应符合要求；要涂丝扣油）、焊缝应完好；）、焊缝应完好 ② 丝扣（要涂丝扣油）、焊缝应完好；牙齿齿圈间不能互咬； ③ 牙齿齿圈间不能互咬；非密封滚动轴承牙轮转动灵活； ④ 非密封滚动轴承牙轮转动灵活；安喷嘴，喷嘴尺寸应符合水力设计要求； ⑤ 安喷嘴，喷嘴尺寸应符合水力设计要求；密封轴承牙轮钻头牙轮不能转动，转动则密封失效； ⑥ 密封轴承牙轮钻头牙轮不能转动，转动则密封失效；镶齿钻头检查固齿质量，有无松动、碎裂现象； ⑦ 镶齿钻头检查固齿质量，有无松动、碎裂现象；

三牙轮钻头特征

三牙轮钻头特征摘要：牙轮钻头是石油钻井中使用最广泛的钻头。

这是由于三牙轮钻头旋转时具有冲击、压碎和剪切破碎岩石的作用，牙齿与井底的接触面积小，比压高、工作扭矩小、工作刃总长度大等。

因而使牙轮钻头能适用于多种性质的岩石，成为使用最广泛的钻头。

牙轮钻头可按牙轮数目的多少分为单牙轮钻头，双牙轮钻头、三牙轮钻头和多牙轮钻头等。

目前普遍使用的是三牙轮钻头。

一、三牙轮钻头的结构三牙轮钻头可分为五个部分，即钻头体、巴掌、牙轮、轴承和水眼。

密封喷射式钻头除上述基本部分外，还有储油补偿系统。

1、钻头体钻头体上部车有丝扣用于连接钻柱，下部带有巴掌。

钻头体上镶装喷嘴。

牙轮钻头可分为有体式和无体式两类。

钻头体与巴掌分别制造，然后将巴掌焊接在钻头体下侧的叫做有体式钻头，这种钻头的上部丝扣均为母扣；巴掌与三分之一钻头体做为一体，然后将三部分合焊在一起的叫做无体式钻头，无体式钻头均为公扣。

2、巴掌巴掌与牙轮轴相连，上面有轴颈，用于支承牙轮。

3．牙轮牙轮是一个外面带有牙齿，内腔加工成与轴颈相对应的滚动体跑道（或滑动磨擦面）的锥体，分单锥与复锥两种结构，如图5-5所示。

仅有主锥和背锥两个不同锥度的牙轮叫单锥牙轮，适用于硬或研磨性较强的地层；除主、背锥外还有1～2个副锥的牙轮叫复锥牙轮，适用于软或中硬地层。

牙轮表面的牙齿，由牙齿毛胚铣削加工或钻孔镶嵌两种方式制成。

牙齿是钻头破岩的主要元件。

由牙轮毛胚铣削加工而成的牙齿叫铣齿，这种钻头叫铣齿钻头。

将金属材料加工成一定形状的牙齿，镶嵌并固定在轮壳上的钻头叫镶齿钻头。

]4、轴承牙轮钻头的轴承结构有滚动轴承和滑动轴承两种。

目前广泛采用大轴承滑动副一滚珠轴承—第二道止推一小轴滑动副的滑动密封轴承结构。

其类型有四种：（1）普通滑动轴承，目前国产镶齿密封滑动轴承喷射钻头，大多采用这种类型的结构；（2）带固定衬套的滑动轴承；（3）带浮动补套的滑动轴承；（4）简易滑动轴承。

5、水眼牙轮钻头在牙轮之间设计有水眼，根据需要可在水眼内安装不同类型、不同直径和不同数量的喷嘴。

钻井机具《钻头的认识与使用》

三牙轮钻头的认识与使用钻井公司李卫岭三牙轮钻头的认识与使用一、钻头的分类二、三牙轮钻头的认识二三牙轮钻头的认识三、钻头的使用和优选三钻头的使用和优选四、钻头失效分析四钻头失效分析目前石油钻井中使用的钻头分为刮刀钻头目前石油钻井中使用的钻头分为刮刀钻头、牙轮钻头、金刚石钻头三大类型。

牙轮钻头金刚石钻头三大类型河南油田所使用的钻进钻头主要是牙轮钻头和少量的金刚石复合片－－－PDC钻头。

刮刀钻头已淘汰不用。

刮刀钻头刮刀钻头有双翼刮刀、三翼刮刀、四翼刮刀之分，最常见的为三翼刮刀钻头的为三翼刮刀钻头。

牙轮钻头牙轮钻头按牙轮数目分有单牙轮钻头、双牙轮钻头、三牙轮钻头、多牙轮钻头。

最常见的为三牙轮钻头。

轮钻头多牙轮钻头最常见的为三牙轮钻头金刚石钻头金刚石钻头按金刚石来源分为天然金刚石钻头、人造金刚石钻头两大类。

石钻头两大类三牙轮钻头的认识与使用一、钻头的分类二、三牙轮钻头的认识二三牙轮钻头的认识三、牙轮钻头使用和优选三牙轮钻头使用和优选四、钻头失效分析四钻头失效分析二二、三牙轮钻头的认识钻头结构钻头认识工作原理二、三牙轮钻头的认识牙轮钻头主要有巴掌、轴承、牙轮、水眼、储油系统等部分组成。

部分组成二二、三牙轮钻头的认识三牙轮钻头结构牙轮钻头结构轴承结构切削结构储油系统钻头喷嘴㈠牙轮钻头的结构1、轴承结构：钻头轴承有三种：滚动轴承、滑动轴承、卡簧滑动轴承。

卡簧滑动轴承是主要为国外厂家产品，国内牙轮钻头的轴承绝大多数只有滚动轴承和滑动轴承二种。

轴承二种㈠牙轮钻头的结构1、轴承结构㈠牙轮钻头的结构1、轴承结构问题：GA114、HJT517G钻头的轴承属于哪种？二二、三牙轮钻头的认识三牙轮钻头结构牙轮钻头结构轴承结构切削结构储油系统钻头喷嘴㈠牙轮钻头的结构2、切削结构-----牙轮与牙齿牙轮是一个锥体，分为单锥和复锥两种。

单锥由主锥和背组成，单锥牙轮在井底的运动为纯滚动，适应于硬地层钻井；复锥由主锥、副锥和背锥三部分组成，这种牙轮在井底工作除了滚动外，还产生滑动，适应于较软地层钻井。

江钻牙轮钻头简介

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。

牙轮钻头型号特征与失效形式介绍

未充分循环泥浆清洗井底，就开始钻进或停止循环后仍在钻进也可能形成泥包。
12、钻头出芯
钻头中心部位的齿磨损或断落, 使井底相应地层未被切削而留下岩心。钻头轮尖断落会引起牙轮基体迅速的严重损坏，机械钻速猛降。其原因大致有： 1、岩层的研磨性超过了钻头中心齿的抗磨能力； 2、牙轮壳体被冲蚀后齿脱落； 3、井底有金属碎屑引起中心齿破裂； 4、井底形状变化大，更换新钻头后修整井底的措施不当或时间太短。
14、牙轮破裂
牙轮破裂即指牙轮破成两半或几块，但大部分牙轮仍在钻头上，牙轮破裂可以是多种原因造成的，以下是牙轮破裂的一些原因： 1、牙轮打架，一个轴承失效后，牙轮相碾压使一个或多个牙轮破裂； 2、顿钻、溜钻使牙轮受到猛烈冲击； 3、井内硫化氢的腐蚀，导致氢脆； 4、热处理不当使牙轮壳体产生微裂纹，在钻头工作时，由于疲劳冲击载荷作用，裂纹扩展而导致牙轮破裂.
I O D LB G OR 4 4 WT A F 1/16 FC TQ
上表为：内、外排齿磨损1/2；主要钝化特征是牙齿磨损，位置是所有齿圈；密封已失效；钻头直径磨损
1/16英寸；齿顶磨平；因扭短增大而起钻。
五、典型失效形式分析
钻头失效分为正常失效和非正常失效：在正常工况下钻头使用时间在预期的范围
序号轴承及密封主要结构标准系
特殊系列
特征
列
T（特别保径） S（大井底覆盖）
1 滑动轴承橡胶密封 HA
HAT
HAS
2 滑动轴承金属密封
HJ
HJT
HJS
3 浮动轴承橡胶密封
FA
FAT
FAS
4 浮动轴承金属密封
FJ
5 滚动轴承橡胶密封 GA
6 滚动轴承金属密封

牙轮钻头型号特征与失效形式介绍

钻头附加结构特征代号
代号 C H E G L Y K X J 附加结构特征中心喷嘴金刚石保径加长喷嘴座掌背强化掌背扶正块圆锥形齿宽顶勺形齿椭圆截面楔形齿高效射流喷嘴座
示例： 1/2HJT537GL钻头示例：8 1/2HJT537GL钻头钻头直径为8.5英寸（ 215.9mm） 8.5英寸 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； HJT:滑动轴承金属密封、特别保径；滑动轴承金属密封 537:低抗压强度，软至中地层镶齿钻头； 537:低抗压强度，软至中地层镶齿钻头；低抗压强度掌背镶齿强化保径； G: 掌背镶齿强化保径；掌背扶正块镶齿强化保径与扶正。 L: 掌背扶正块镶齿强化保径与扶正。
8、齿槽磨损
当牙轮轴承失效后，当牙轮轴承失效后，与另一个或两个牙轮的齿以及齿槽接触，以及齿槽接触，造成齿槽磨损。磨损。齿槽磨损往往使壳体表面产生龟裂。体表面产生龟裂。严重的井壁缩径有时也会导致一个牙轮的齿以另外的牙轮齿槽接触，另外的牙轮齿槽接触，造成齿槽磨损。成齿槽磨损。
普光 1 井
普光 7 井
1912.84— 1912.84 2432.11
519.2
7
357.59
74.18
51.08
1.45
3、可提供的尺寸和型号钻头尺寸范围： 1/2″1/2″；钻头尺寸范围：6 1/2″-17 1/2″；型号：IADC为517和537型号钻头后附加GK特征。型号：IADC为517和537型号钻头后附加GK特征。型号钻头后附加GK特征 4、钻头的使用参数钻压：0.35～ mm钻头直径钻头直径（钻压：0.35～1.05KN/ mm钻头直径（塑性地层推荐 0.65～ mm钻头直径钻头直径） 0.65～1.05KN/ mm钻头直径）转速：40～220转转速：40～220转/分（塑性地层推荐50～80转/分）塑性地层推荐50～80转 50

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。

牙轮钻头分类
牙轮钻头是应用最广泛的钻头之一，牙轮钻头是应用最广泛的钻头之一，具有适应地层广，机械钻速高的特点。具有适应地层广，机械钻速高的特点。牙轮钻头的分类固定方式固定方式：镶齿和铣齿轴承类型：轴承类型：滚动轴承和滑动轴承密封类型：密封类型：橡胶密封和金属密封牙轮数量：单牙轮、牙轮数量：单牙轮、双牙轮、三牙轮
主讲人：马智勇
按牙齿的固定方式分为：按牙齿的固定方式分为：镶齿和铣齿
镶齿
图
铣齿
镶齿和铣齿牙轮钻头
主讲人：马智勇
按轴承类型分为：按轴承类型分为：滚动轴承和滑动轴承
滚动轴承结构
图
滑动轴承结构
主讲人：马智勇
滚动轴承和滑动轴承牙轮钻头
按密封类型分为：按密封类型分为：橡胶密封和金属密封
橡胶密封
图橡胶密封和金属密封
金属密封
主讲人：马智勇
按牙轮数量分为：单牙轮钻头、按牙轮数量分为：单牙轮钻头、双牙轮钻头和三牙轮钻头
单牙轮钻头
双牙轮钻头
三牙轮钻头
主讲人：马智勇
单牙轮钻头、图单牙轮钻头、双牙轮钻头和三牙轮钻头
谢谢！
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
主讲人：马智勇

牙轮钻头分类