第七节 钻头选型
钻头选择和使用
钻头选择和使用1、硬质合金钻头的选择胶结性的砂岩、黏土亚黏土、泥岩以及风化岩层、遇水膨胀或缩径地层宜选用肋骨式硬质合金钻头或刮刀式硬质合金钻头;可钻性3-5级的中、弱研磨性地层,铁质、钙质岩层、大理岩等宜用直角薄片式钻头、单双粒钻头或品字形钻头;研磨性强、非均质较破碎、稍硬岩层,如石灰岩等宜用负前角阶梯钻头;软硬不均、破碎及研磨性强的岩层,如砾石等宜用大八角钻头;砂岩、砾岩等选用针状合金钻头。
常用硬质合金取心钻头及其适用范围见表6-1。
2、金刚石钻头的选择金刚石钻进适用于中硬以上岩层。
一般聚晶金刚石、金刚石复合片、烧结体钻头适用于3~7级岩层,单晶孕镶金刚石钻头适用于5~12级完整和破碎岩层,天然表镶金刚石钻头适用于4~10级完整岩层。
不同类型金刚石钻头的选用见表6-2。
金刚石钻头主要参数及结构要素与钻头选择如下:（1）钻头唇面形状。
中硬、中等研磨性的岩层,宜选用平底形唇面或圆弧形唇面;坚硬且研磨性高的岩层,可用半圆形唇面;对复杂、破碎不易取得岩心的地层,可选用阶梯底喷式唇面;坚硬、致密易出现打滑的岩层,可选用锯齿形唇面。
金刚石取心钻头唇面形状及适用地层参见表5-29。
(2)胎体硬度。
岩石的研磨性越强或硬度越低,则钻头胎体的硬度应越髙；反之,岩石的研磨性越弱或硬度越高,则钻头胎体的硬度应越低。
不同岩层推荐胎体硬度及耐磨性参见第5章表5-35。
(3)金刚石浓度。
岩石硬度越高或研磨性越弱,则钻头金刚石浓度应越低;反之,岩石硬度越低或研磨性越强,则钻头金刚石浓度应越髙。
人造孕镰金刚石钻头在不同岩层推荐的金刚石浓度值参见表5-39。
(4)金刚石粒度。
若石的研磨性越强,硬度越高,则要求钻头的金刚石颗粒应越小,最好用孕镶钴头;岩石硬度越低,研磨性越弱,则要求钻头的金刚石夥粒应越大。
孕镶金刚石钻头推荐粒度参见表5-40,表镶金刚石钻头推荐粒度参见表5-41。
3、钻头的合理使用(1)按照相关标准严格检查钻头与扩孔器,将符合要求者按钻头与扩孔器外径先大后小的次序排队编组轮换使用,同时亦应先用内径小的,后用内径大的在轮换过程中,应保证排队的钻头、扩孔器都能正常下到孔底,以避免扫孔残留岩心。
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。
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。
钻头选型
一、PDC钻头命名：1、M1963钻头各字母和数字的意思？M：胎体PDC钻头（MS：刚体PDC钻头）19：切削齿尺寸，￠19mm（13--￠13mm，08--￠8mm）6：刀翼数3：冠部形状，变化范围1~9，1---冠部抛物线最长；9---冠部抛物线最短2、FS2663的含义？FS：刚体（FM：胎体）2：2000系列6：6刀翼（5：5刀翼）6：复合片尺寸，6/8″--19mm（2：8mm；4：13mm，8：25.4mm）3：布齿密度和位置。
3．G535的含义？G：金系列5：复合片尺寸：19mm（4：1/2″--13mm）3：冠部形状：1---9：尖---平5：布齿密度。
二、PDC钻头选择原则1、钻头冠部形状确定原则不同冠形PDC钻头的攻击性依次为：长抛物线型>中等抛物线型>短抛物线型；按照岩石硬度分类，推荐的钻头冠型如下：按照岩石硬度分类，推荐的钻头冠型：岩石硬度抗压强度(psi) 冠部形状很低硬度0-8000 长抛物线中等硬度8000-16000 中等抛物线高硬度16000-32000 短抛物线•针对软硬交错地层，采用多种抗回旋设计2、切削齿尺寸选择原则：岩石硬度抗压强度(psi) 切屑齿尺寸很低硬度0-8000 19-24mm中等硬度8000-16000 16-19mm高硬度16000-32000 13-16mm极高硬度32000-50000 8-13mm（超强齿）3、布齿密度原则岩石硬度抗压强度(psi) 布齿密度很低硬度0-8000 低布齿密度中等硬度8000-16000 中等布齿密度高硬度16000-32000 高布齿密度极高硬度32000-50000 高布齿密度(超强齿)三、地层硬度分级牙轮钻头机械钻速（h/m）地层硬度岩石类型抗压强度（Mpa）111/124 15~30 很软粘土、粉砂岩、砂岩〈25116/137、437 9~15 软粘土岩、泥灰岩、砂岩25~50126/139517/537 4.5~9 中软粘土岩、褐煤、砂岩、粉砂岩，凝灰岩50~75211/217517/537 2.5~6 中等泥岩、灰岩、硬石膏砂岩（钙质）75~100211/236537/617 1.5~2.5 中硬灰岩、硬石膏砂岩（钙质）100~200311/347627/637 1~1.5 硬泥岩（钙质）、砂岩（质）粉砂岩100~200637、737、837 1 极硬石英石、火成岩〉200岩石的可钻性在岩土钻掘工程设计与实践中，人们常常希望能事先知道所施工岩石的破碎难易程度，以便正确选择合理的钻（掘）进方法、钻（钎）头的结构及工艺规程参数，制定出切合实际的岩土钻掘工程生产定额。
石油钻井设备与工具钻头选型
03 钻头选型原则
钻头类型及特点
牙轮钻头：适用于不同地层，具有较高的破碎率和钻速 刮刀钻头：适用于软到中硬地层，具有较高的进尺和较低的钻压 PDC钻头：适用于中硬到硬地层，具有较高的钻速和较低的钻压 复合片钻头：适用于硬到坚硬地层，具有较高的破碎率和较低的钻压
钻头选型依据
钻井目的：明确钻井的目的和需求，选择合适的钻头类型。
优缺点：刮刀钻头具有结构简单、 工作可靠、成本低等优点，但钻速 较低
三牙轮钻头
结构特点：由 三个牙轮、轴 承、喷嘴、牙 掌、牙轮罩等
组成
工作原理：三 个牙轮围绕中 心轴旋转，通 过滚动摩擦力
破碎岩石
应用范围：适 用于软到中硬 地层的钻井作
业
优点：钻速高、 进尺多、钻头 寿命长、轴承 使用寿命长、
可靠性高
钻头维护与保养
定期检查钻头磨损情况 及时更换磨损严重的钻头 对钻头进行清洗和润滑 存放时避免阳光直射和潮湿环境
06
案例分析：不同地层条 件下的钻头选型
砂岩地层条件下的钻头选型
砂岩地层的特性： 砂岩地层主要由 砂粒组成，具有 较高的硬度和脆 性。
钻头选型要点： 针对砂岩地层的 特性，选择具有 较高硬度和抗冲 击能力的钻头， 以适应砂岩地层 的硬度变化。
钻杆：连接钻头和钻机的管道，用于输 送钻井液和岩屑
钻头：用于破碎岩石，形成井眼
钻井液：用于冷却钻头、携带岩屑、保 护井壁等
固井设备：用于将水泥浆注入井筒，固 结井壁，防止油气水倒流
井口装置：用于控制井口压力、温度等 参数，保证钻井安全
石油钻井设备发展趋势
自动化和智能化： 随着技术的不断 发展，石油钻井 设备正朝着自动 化和智能化的方 向发展，提高钻 井效率和安全性。
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但不同的作业环境我们选取的钻头种类也不同，常用的钻头主要有麻花钻、锪钻、中心钻和深孔钻。
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。
麻花钻是应用广的孔加工刀具。
通常直径范围为0.25～80毫米。
它主要由工作部分和柄部构成。
工作部分有两条螺旋形的沟槽，形似麻花，因而得名。
标准麻花钻的切削部分顶角为118，横刃斜角为40°～60°,后角为8°～20°。
麻花钻的柄部形式有直柄和锥柄两种，加工时前者夹在钻夹头中，后者插在机床主轴或尾部的锥孔中；一般麻花钻用高速钢制造。
深孔钻通常是指加工孔深与孔径之比大于6的孔的刀具。
常用的有枪钻、BTA深孔钻、喷射钻、DF深孔钻等。
扩孔钻有3～4个刀齿，其刚性比麻花钻好，用于扩大已有的孔并提高加工精度和光洁度。
锪钻有较多的刀齿，以成形法将孔端加工成所需的外形，用于加工各种沉头螺钉的沉头孔，或削平孔的外端面。
中心钻供钻削轴类工件的中心孔用，它实质上是由螺旋角很小的麻花钻和锪钻复合而成，故又称复合中心钻。
模具制造业的钻削加工在几个关键要素上往往与常规钻削有所不同。
首先，在不规则表面上钻孔的情况很常见；其次，该行业所用的工件材料通常比常规材料更难加工。
为了成功应对这些加工特点，需要采用具有针对性的加工策略。
无论是使用可转位刀片式钻头、可换钻尖式钻头，还是整体硬质合金钻头乃至高速钢钻头，在不规则表面上钻孔或进行断续切削都有可能出现问题，这是因为加工表面越不规则，钻头挠曲变形的可能性就越大。
中心钻头型号规格及如何选择
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2. 钻头种类A.依构造分类(1).整体式钻头：钻顶、钻身、钻柄由同一材料整体制造而成.(2).端焊式钻头，钻顶部位由碳化物焊接而成.B.依钻枘分类(1).直柄钻头：钻头直径于ψ13.0mm以下，皆采用直柄.(2).锥柄钻头：钻头柄为锥度状，一般其锥度均采用莫氏锥度.C.依用途分类(1).中心钻头：一般用于钻孔前打中心点用，前端锥面有60°, 75°, 90°等,车床作业时为了用尾座支,持应该用60°中心钻与车床尾座顶心60°相配合.(2).麻花钻头: 为工业制造上使用最广泛的一种钻头,我们一般使用的就是麻花钻头.(3).超硬钻头: 钻身之前端或全部以超硬合金刀具材料制成,使用于加工材料之钻孔加工.(4).油孔钻头: 钻身有两道小孔,切削剂经此小孔到达切刃部份,以带走热量及切屑,使用此钻头一般工作物旋转,而钻头静止(5).深孔钻头:最早用于枪管及石包管之钻孔加工,又称为枪管钻头。
深孔钻头为一直槽型,在一圆管中切除四分之一强的部份以产生刃口排屑(6). 钻头铰刀: 为了大量生产之需要,其前端为钻头,后端为铰刀,钻头直径与铰刀直径只差铰孔之裕留量,也有钻头于螺攻丝混合使用,故又称为混合钻头.(7). 锥度钻头: 当加工模具进料口时,可使用锥度钻头.(8). 圆柱孔钻头: 我们称其为沉头铣刀,此种钻头前端有一直径较小之部分称为道杆.(9).圆锥孔钻头: 为钻削圆锥孔之用,其前端角度有90°,60°等各种,我们使用的倒角刀就是圆锥孔钻头的一种.(10).三角钻头: 一种电钻所使用之钻头,其钻柄制成三角形之面,使夹头可确实固定钻头.钻头的保养与维护及钻孔注意事项1. 钻头使用后,应立即检查有无破损,钝化等不良情形若有应立即加以研磨、修整;2. 存放时,钻头应对号入座,则以后取用时,方便省时,节省了再寻找钻头之时间3. 钻通孔时,当钻头即将钻穿之瞬间,扭力最大,故此时需较轻压力慢进刀,以避免钻头因受力过大而扭断;4. 钻孔前必须先打中心点其目的为容纳静,点避免钻头静点触底,可导引钻头在正确的钻孔位置上;5. 钻孔时,应充分使用切削齐且注意排屑;6. 钻交交叉孔时,应先行钻大直径孔,再钻小孔径;7. 钻头钻削时,破碎或突然停止的现象,可能是进刀太快,磨利或钻孔时急冷急热之原故;8. 钻削使钻头中心裂开,可能是钻唇间隙角太小,进刀太快钻头钝化,压力太大,缺乏冷却齐,钻头或工件夹置不良所致;9. 钻削时钻头折断,可能是钻唇间隙角太小或钻削速度太高,进刀大或钻头已钝化又继续加压切削等所致;10. 钻削时切边破裂,可能是工件材料中有硬点砂眼或进刀太快,钻削速度选择不当,钻削时无加切削剂所致;11. 钻唇及切边破裂,可能是进刀太快或钻唇间隙角太小等原因 ;12. 钻削所钻出之孔径太大,可能是两切边不,等长或两钻顶半角不相等静点偏离,主轴同心度差等原因所致;13. 钻削时仅排出一条切屑,可能是两切边不等长或钻顶半角不相等的原因;14. 钻削时发出吱吱叫之声音,可能是孔不直或钻头钝化等所致;15. 钻削时切屑性质产生异常变化可能是切边已钝化解或破碎等所致。
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。
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2.IADC金刚石钻头分类方法及编号 IADC制定了适于用金刚石钻头的“固定切削齿钻头分类标准”。这个标 准主要根据钻头的结构特点进行分类，并没有像牙轮钻头那样考虑钻头适 用的地层。 金刚石钻头分类号由四个字符组成，第一个字符用英文字母表示钻头 体的材料，第二至第四个字符用阿拉伯数字分别表示钻头的冠部形状、水 力结构、切削齿的大小和布齿密度。
一、不同钻头类型性能的差异
1.不同类型钻头机械钻速与钻头寿命百分比的关系 分析：①不同类型钻头，机械钻速的差异较大；②不同类型钻头， 机械钻速随钻头新度的变化规律不同。
机 械 钻 速
钻头寿命百分比
图3.7.1 不同类型钻头机械钻速与钻头寿命百分比的关系
2.钻头的适用地层范围对比
单晶金刚石钻头 TSP钻头 PDC钻头 牙轮钻头 地层硬度级别 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
第七节
钻头选型
钻头选型的目的意义： 钻头类型不同，性能不同; 同一类型钻头，结构参数不同，性能不同; 同一型号钻头，厂家不同，性能不同。 选择哪一种类型的钻头，同种钻头选择哪一种型号的钻头，同一种 型号选择哪一个厂家的钻头，直接关系到钻井速度与钻井成本。因此钻 头优选对于提高钻井速度降低钻井成本具有重要意义。
Байду номын сангаас
第四位字码为钻头附加结构特征代号，用以表示前面位数字无法表达 的恃征，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—空气冷却; C—中心喷嘴;D—定间钻井;E—加长喷嘴; G—附加保 径/钻头体保径;J—喷嘴偏射;R—加强焊缝：S—标准铣齿; X—楔形镶 齿;R—圆锥形镶齿；Z—其他形状镶齿。
破岩方式 破岩效率 钻头寿命 地层适应性 钻井参数 钻井方式适应性 定向性能 井眼尺寸 事故率 录井限制
冲击与剪切 较高 短 各类地层 大钻压，低转速 转盘，动力钻具 较好 较大井眼 高 无
微剪切或磨削 低 长 硬至极硬地层 中钻压，高转速 复合钻井
二、钻头选型原则
钻头选型的原则是使钻头的每米成本最低。目标函数：单位进尺成 本。 钻头单位进尺成本:
13．金刚石类材料的特点？ 14．描述聚晶金刚石复合片（PDC）的结构及特点？ 15．热稳定性聚晶金刚石与PDC的主要区别？ 16．PDC钻头切削结构的基本参数包括那些？ 17．PDC钻头冠部高度系数的定义？ 18．综述PDC钻头的特点？ 19．写出钻头每米成本的计算公式并说明各部分的意义。 20.某一型号PDC成本10万元，钻头钻进1500米后报废，此钻头纯钻时间100 小时，辅助钻进时间100小时，钻机日费4.8万元，计算该钻头的平均机械钻 速和单位进尺成本？ 21．简述钻头类型的选择方法？ 22．一只五刮刀8 1/2″PDC钻头，钻头喷嘴数量5只。已知钻头喷嘴的总过 流面积为568mm2。其中4只喷嘴的直径为3只12mm、1只13mm，求另一只喷嘴 的直径。
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。表示 的意义如下： 1—非密封滚动轴承； 2—空气清洗、冷却，滚动轴承； 3—滚动轴承，保径； 4一滚动、密封轴承； 5一滚动、密封轴承，保径； 6—滑动、密封轴承； 7一滑动、密封轴承，保径。
1.IADC牙轮钻头分类方法及编号 IADC规定，牙轮钻头分类及编号由四位字码组成：
钻头附加结构特征代号 钻头结构特征代号 岩性级别代号，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。 钻头牙齿特征及所适用的地层
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—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。
四、钻头选型方法
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.根据地层条件和钻头特性，选择钻头型号。 3.对于同一地层使用的不同类型、型号的钻头，以“单位进尺成本” 作为评价指标，优选最佳钻头类型和型号 宗旨：以钻头每米成本最低为原则。
五、钻头分类及编号的国标
切削齿的类别和布齿密度 钻头水力结构 钻头的冠部轮廓形状
英文字母表示切削齿的种类和钻头 体的材料
本章作业： 1.按成因岩石分为哪三类？ 2.简述沉积岩的结构，说明胶结物的类型与岩石强度的关系。 3.简述层理构造对岩石破碎的影响规律。 4．岩石破碎分为哪三个阶段？划分三个阶段的工程意义？ 5．简述牙轮钻头的类型？牙轮钻头储油润滑密封系统的作用？ 6．钻头喷嘴（水眼）的作用？ 7．何谓牙轮钻头牙齿的公转与自转？ 8．牙轮钻头牙齿冲击破碎岩石作用是怎样形成的？ 9．牙轮钻头的剪切破岩作用是怎样形成的？有什么作用？ 10．综述牙轮钻头的特点？ 11．金刚石钻头的定义？包括哪几种？ 12．钻头切削齿对材料性能的哪些要求？
T 100h
钻头单位进尺成本：
Cpm =
C b + C r (T + Tt ) 100000 + 1000 * (100 + 100) = 200 = （元 / 米） H 1500
三、钻头选型的依据
1.地层条件 所钻地层岩石的机械力学特性，可钻性；地层的均质性、地层的完 整性、地层造斜特性、地层温度等。 2.钻井方式 旋转钻井；动力钻具；复合钻井。 3.轨迹控制 造斜、稳斜。 4.井眼尺寸 5.地质设计要求 如岩屑录井、取芯等。
Cb + C r ( t + tt ) Cpm = H
式中： Cpm—单位进尺成本，元/每米 Cb—钻头成本，元； Cr —钻机作业费，元/每小时； t—钻头纯钻进时间， tt—辅助时间（起下钻及接单根时间）， H—钻头进尺。
例题： 某一型号PDC成本10万元，钻头钻进1500米后报废，此钻头纯钻时间 100小时，辅助钻进时间100小时，钻机日费2.4万元，计算该钻头的平均 机械钻速和单位进尺成本？ 解： 钻头平均机械钻速： ROP = H = 1500m = 15m / h
全世界牙轮钻头的生产厂家众多，类型和结构繁杂，为厂便于牙轮 钻头的选择和使用，国际钻井承包商协会(IADC Association Of Drilling —International
Contractors)于1972年制订了全世界第
一个牙轮钻头的分类标准，各钻头厂家生产的钻头虽有自己的代号，但 都标注了相应的IADC编号。1987年IADC将原有分类方法及编号进行了修 改和完善，形成现在的分类及编号方法。 这个在世界范围内的统一标准对钻头的分类、设计、制造、选型和 使用都具有重要意义。
3.不同钻头类型性能比较
钻头 特性 切削齿材料及性能 硬质合金齿，强度 高、抗冲击，耐磨 性较差。 聚晶金刚石与硬质 合金复合而成，耐 磨、能自锐，抗冲 击性能较差，热稳 定性较差。 剪切 高 长 软至中硬均质地层 小钻压，中转速 转盘，动力钻具及 复合钻井 最好 无限制 低 有 热稳定性聚晶金刚 石，耐磨，抗冲击 性能较差，热稳定 性较高，形状多样 但尺寸较小。 剪切 较高 较长 较硬至硬均质地层 小钻压，高转速 复合钻井 好 无限制 低 有 无限制 低 有 单晶金刚石，耐 磨，颗粒小，热稳 定性较差。 牙轮钻头 PDC钻头 TSP钻头 单晶金刚石钻头