实习技术员的基本功08..doc

实习技术员的基本功(八) ???? PDC加一度螺杆以复合钻的形式达到了造斜点后，起钻换牙轮钻头，通过两者钻进的进尺和钻时，寿命及起出钻头的状况对比。体会了一把它们之间的不同。加深了印象。PDC是低钻压高转速，一般在实际操作中，我们用4到5吨打，偶尔要把井斜打起来，我们才加5到6吨的钻压。而相应的钻盘转速我们一般采用二档高速，理论上的就是170r/min。而牙轮钻头正向反，要采用高钻压，低转速。而实际现场使用的确是高钻压，但是转速并非是低转速。定向的过程中，螺杆带着牙轮转头就有很高的转速了，而加上复合钻，牙轮已经不在是低钻速了(一档高速117r/min)。本人曾经试过用二档低速和一档高速打钻，同样的钻压来打同一地层(螺杆带牙轮钻头)，发现低转速钻时要高于高转速的钻时。这说明牙轮也需要高转速，只是这个转速不能是PDC的二档高速。比较前口井的钻时与相应地层的记录，也发现了这个”潜规则”。。。。 ?正文： 一．基本介绍 ??? 通过序言，读者应该大致明白本篇想介绍什么。当然是牙轮钻头的科学破岩方式。 ?? 基本的牙轮的钻头的特点与结构，读者可以参考教科书。 ???????上图中牙轮钻头的储油润滑和密封系统既能保证轴承得到润滑，又可以有效地防止钻井液体(包括钻井液相和固相以及夹杂在钻井液中的各种岩屑)进入钻头的轴承内。大幅度地提高了轴承以及钻头的使用寿命。? ?钻头工作时，牙轮上的牙齿在破碎地层的同时受到地层的反作用力，造成牙轮沿轴线方向产生高频振动，造成轴承腔内外的压差，使轴承腔内产生抽吸和排液作用。由于密封圈的作用，钻井液不会被抽吸到轴承腔内，轴承腔内的油脂也不会流出钻头，而储油腔内的润滑油脂则会被抽吸到轴承腔内。储油密封系统还通过传压孔，压力补偿膜使轴承腔内的润滑油脂的压力与钻头外的钻井液压力一致，使密封圈在较小的压差下工作，以保证密封效果。 上图为牙轮钻头的结构示意图。参照此图结合现场使用的牙轮钻头，可以加深了解。 ??? 上图为牙轮钻头的结构示意图。参照此图结合现场使用的牙轮钻头，可以加深了解。 ???? 牙轮钻头轴承由牙轮内腔，轴承跑道，牙掌轴井，锁紧元件等组成。轴承副有大，中，小和止推轴承四个。 ???? 关于牙轮的轴承结构，它是决定钻头寿命长短的重要因素之一，按结构不同分为滚动轴承和滑动轴承两大类。滑动轴承的摩擦面是面接触，承压面积大，接触压应力较小，轴承寿命较长。由于不用滚柱，可加大轴颈直径和增加轮壳厚度，使轮壳强度增加。 ???? 中轴承的作用是锁紧牙轮，中轴承如果磨损，则牙轮会从轴颈上分离，因而中轴承非常重要，即使中轴承磨损后没有达到牙轮从颈上分离的程度，但中轴承也失去了定位作用，牙轮和轴颈之间松动，会加剧轴承磨损。一般用滚珠轴承作为中轴承是由于工艺原因。因而近年来有些钻头用卡簧代替滚珠轴承，这样可以进一步增加大轴承的面积，同时简化轴承结构及加工工艺。 ??? ?牙轮钻头的轴承承受着由钻柱质量和孔底振动造成的很大载荷，是最容易磨损的薄弱环节，必须加强润滑和保护。 ??? 上图分别为自洗不移轴和自洗移轴的铣齿和镶齿钻头的布齿方案。 铣齿牙轮钻头的牙齿均为契形齿，由牙轮毛坯直接铣削加工而成。牙轮因移轴等结构使牙齿在井底有轴向滑动，故需要敷焊牙齿的内端面，牙齿在井底滑动很小，不敷焊碳化钨粉，而是直接对牙齿表面渗碳，淬火处理。这样可以避免敷焊层剥落，增加牙齿的韧性。 用于钻进软和中硬（部分硬岩）的岩石。钻进塑性和粘结性岩石时，常采用自洗式牙轮钻头。镶齿式牙轮钻头是把用粉末冶金方法做成的硬质合金镶嵌体作为齿冠，主要用于钻进硬和坚硬（甚至极硬）岩石。 ??? 镶齿的硬度和抗磨性比铣齿高，寿命比铣齿长。特别是在高研磨性的极硬地层中钻进，镶齿更显示出其优越性。 ??? 镶齿的齿形：目前国内外常用的镶齿齿形大致有六种。保径措施大多采用加强规径齿保径。这些齿比中间齿圈和轮尖处牙齿的碳化钨含量高，硬度大，抗磨性强。一般保径齿的齿刃高较短，牙齿直径较小，布齿较密，使其不易折断和不易磨损。外排齿的每颗牙齿都经过打磨，外侧的水平面与井壁平行，使外排齿与井壁由点接触变为面接触，不易磨损，从而更好地起到保径作用。 ?? 为了修整井壁和防止背锥磨损，在牙轮背锥上镶装平顶形齿。当规径齿磨损后，它也能起保径作用。 ??? 下面来介绍下喷嘴。目前国内外使用的喷嘴有六种：椭圆进口喷嘴，圆弧进口喷嘴，双圆弧进口喷嘴，锥形流道喷嘴，流线形喷嘴和等变速型喷嘴。为了提高射流冲击效果，要求射流流束密集性好，即半扩散角a小，等速核长度要长，为了使液流通过喷嘴时能量损失小，要求流量系数要大。 ??? 下面是各个喷嘴的示意图 从上表中，可以看出来流线形喷嘴和等变速喷嘴为最好的。 ??? 上图是我们现场使用的牙轮喷嘴，444.5MM的一开