钻头的选型
钻孔钻头的规格和标号
钻孔钻头的规格和标号主要有以下几种：1. M3钻头：全长65mm，柄径6.4mm，刃长35mm，小径3.4mm，大径6.4mm。
2. M4钻头：全长75mm，柄径8.4mm，刃长42mm，小径4.5mm，大径8.4mm。
3. M5钻头：全长85mm，柄径10.4mm，刃长50mm，小径5.5mm，大径10.4mm。
4. M6钻头：全长90mm，柄径12.0mm，刃长53mm，小径6.6mm，大径12.5mm。
除此之外，还有一些直柄沉头钻头规格和常用钻头规格等其他规格和标号。
直柄沉头钻头规格通常为12mm×1mm、14mm×1.25mm、16mm×1.5mm等，具体规格要根据工作需要来选择。
常用钻头规格尺寸有：直杆钻头、锥形钻头、长钻头、镀钛钻头和T型钻头等。
1. 直杆钻头：常用尺寸有0.3mm、0.5mm、0.8mm、1.0mm、1.2mm、1.5mm、1.8mm、2.0mm、2.5mm、3.0mm、4.0mm等。
2. 锥形钻头：常用尺寸有3.0mm、4.0mm、5.0mm、6.0mm、8.0mm、10.0mm等。
3. 长钻头：常用尺寸有1.0mm、1.2mm、1.5mm、2.0mm、2.5mm、3.0mm、4.0mm、5.0mm、6.0mm等。
4. 镀钛钻头：常用尺寸有1.0mm、1.5mm、2.0mm、2.5mm、3.0mm、3.5mm、4.0mm、4.5mm、5.0mm等。
5. T型钻头：常用尺寸有0.25mm、0.5mm、0.8mm、1.0mm、1.2mm、1.5mm、1.8mm、2.0mm、2.5mm、3.0mm等。
钻头选型方法综述
1. 3 经济效益指数法 根据钻头进尺 、机械钻速 、钻头成本 3个因素的
综合指标来评价钻头的使用效果 ,其评价结果与每 米钻井成本法总体上是一致的 。钻头经济效益指数 计算模型为 [ 7 ]
Eb
=α FR
Cb
(3)
式中 , Eb 为钻头经济效益指数 , m ·m / (元 ·h) ;α
为系数 。 Eb 越大 ,钻头使用效果越优 。
神经网络模型决定地层 、钻头性能和作业参数之间
陈德光 、唐念登 ( 1995, 2000 年 )等利用灰类白
的复杂关系 。该方法输入参数为 :钻头尺寸 、钻头总 化权函数聚类法 ,将岩石按硬度 、可钻性 、抗压强度
张 辉等 :钻头选型方法综述
3
等参数进行聚类 , 为钻头选型提供可靠的依 据 。 [ 15～16 ]
1. 4 灰类白化权函数聚类法
王越之 (1991年 )将钻头进尺 、纯钻时间 、机械
钻速和钻头成本作为钻头使用效果的评价指标 ,应 用灰类白化权函数法 ,根据聚类值的大小对钻头的 优劣进行评价 [ 8 ] 。 1. 5 综合指数法 (主分量分析法 )
于润桥 (1993年 )选择机械钻速 、牙齿磨损量 、 轴承磨损量 、钻头进尺 、钻头工作时间 、钻压 、转速 、 泵压 、泵排量及井深 10项指标 ,应用主成分分析法 , 综合钻头的使用效果和使用条件 ,提出了评选钻头 的“综合指数法 ”[ 9 ] 。应用华北油田 132 口井实钻 资料 ,给出了综合指数的表达式为
料计算综合指数 ,进行定量选型 [ 30 ] 。阎铁等 ( 2002 年 )提出利用自适应共振神经网络进行钻头优 选 [ 31 ] 。该神经网络共选用 12个神经元 ,包括地区 、 井深 、可钻性系数 、研磨性系数 、机械钻速 、钻头进 尺 、钻压 、转速 、井底水功率 、井底压差 、钻头牙齿磨 损和钻头轴承磨损 ;输出层为钻头型号 。神经网络 方法在实际应用中较复杂 ,有些输入参数不易求取 ,
牙轮钻头选型原则
牙轮钻头选型原则(1)软地层应选择有移轴、超顶、复锥3种结构的牙轮钻头，齿应是高、宽、稀、齿尖角大的铣齿或镶齿。
随着岩石硬度增大，选择钻头的上述3种结构值应相应减小，齿也应矮、窄、密，齿尖角也要相应减小。
(2)钻研磨性地层，应该选用带保径齿的镶齿钻头。
当发现上一个钻头的外排齿磨圆而中间齿磨损较少时，则下一个钻头应该选用有保径齿的镶齿钻头。
(3)在易斜地层钻进时，应选用不移轴或移轴量小、无保径齿并且齿多而短的钻头；同时，在保证移轴小的前提下，所选钻头适应的地层应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)选用镶硬质合金齿钻头时要注意：所钻地层页岩占多数时，用楔形齿钻头；钻石灰岩地层时，使用抛物体形或双锥形齿钻头；当用高密度钻井液钻井时，使用楔形齿钻头；当所选地层中页岩成分增加或钻井液密度增大时，用偏移值大的钻头；钻石灰岩或砂岩地层，选用偏移值小的钻头；钻硬的研磨性石灰岩、燧石、石英石时，用无移轴的球齿轱斗。
(5)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类型，这样既在软地层中有较高的机械钻速，也能顺利地钻穿硬地层。
在钻进过程中钻井参数要及时调整，在软地层钻进时，可适当降低钻压并提高转速；在硬地层钻进时可适当提高钻压并降低转速。
(6)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，应选用有较高总进尺的钻头。
(7)在小井眼(井眼直径小于177mm)钻井中常选用单牙轮钻头，单牙轮钻头比同尺寸三牙轮钻头的牙轮、牙齿、轴径、轴承大，强度高，破岩效率高。
(8)按钻头产品目录选择钻头类型。
钻头生产厂家通过大量的试验，对各型钻头的适用地层情况进行了界定，形成了钻头产品目录。
根据钻头产品目录，结合所钻地层性质选择钻头类型，基本能够做到对号入座，匹配合理。
表卜10为国产三牙轮钻头产品目录。
(9)由于即使是同一种岩性，其机械性能差别也很大，所以仅根据岩性按钻头产品目录来确定钻头类型是不够全面的，还应收集邻近井相同地层钻过的钻头资料及上一个钻头的磨损分析，结合本井的具体情况来选择。
钻头选型的原则与依据23页PPT
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、取心等。
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. 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布齿密度、金刚石的尺寸或切削齿 的类别、钻头的冠部轮廓形状。
好
中钻压，高转速 复合钻井
井眼尺寸 事故率
录井限制
较大井眼 高 无
无限制 低 有
无限制 低 有
无限制 低 有
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:
CpmCbCr(ttt) 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。
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
机 械 钻 速
钻头寿命百分比
分析：①不同类型钻头，机械钻速的总体差异； ②不同类型钻头，机械钻速随钻头新度的变化规律。
2.钻头的使用范围对比
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。
Part II--钻头选型解析
９．钻头期望值
➢ 钻头使用目的； ➢ 机械钻速； ➢ 钻头进尺．
１０．经济评价
Cb + Cr (Tb + Tc + Tt) Ｃf＝
H ➢ Cf-----每米钻井成本； ➢ Cb----钻头价格； ➢ Cr----钻机日作业费； ➢ Tb----纯钻进时间； ➢ Tc----辅助时间； ➢ Tt-----起下钻时间； ➢ H------钻头进尺．
200
400
600
800
TRQ (kn.m )--S91JT5737 0 5 10 15 20
200
400
600
800
FR (l/min)--S91JT5737 320 340 360 380 400 00000 200
400
600
800
1000
1000
1000
1200
1200
1200
1400
1400
泥 面：35.00m
20"隔水导管入泥45m 9-5/8"套管前置浆返至13-3/8"套 管 鞋 上 下 至 少 各 100m 17-1/2"井眼：205.00m 13-3/8"套管：200.00m
水泥返高1100m
12-1/4"井眼@1752米 9-5/8"套管@1750米
8-1/2"井眼1750－2205米 8-1/2"分支井眼100－150米
1. 地层岩性－－地层变性
地层较深的泥岩地层，在大钻压下， 机械钻速低于1.5米／小时，如果静液 柱压力＞6500 psi 时，将产生塑性， 岩屑又长又细． 即： 井眼垂深（英尺）Ｘ泥浆密度（磅／ 加仑）Ｘ0.052 ＞＝6500 psi
钻头怎么选 钻头选型方法【老师傅干货】
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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。
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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。
在钻进过程中钻井参数要及时调整，在软地层钻进时，可适当降低钻压并提高
钻速；在硬地层钻进时可适当提高钻压并且降低钻速。
2.4PDC钻头选型原则
根据地层强度确定PDC切削块直径（1/2’’或3/4’’）。
一般而言，对于软到中硬地层，选用直径较大的PDC复合片，采用低密度或中等密度布齿的钻头，。
对于中硬到坚硬地层，选用直径小的PDC复合片，采用中等密度或高密度布齿的钻头。
对地层研磨性不太强的地层，可以选用一般的PDC钻头钻进。
对研磨性较强的地层，宜选用耐磨性好的特殊加工的PDC钻头或天然金刚石钻头。
PDC钻头钻进井段较长，穿越的层位比较多，应按预期钻遇强度最高的地层进行选型。
PDC钻头适合软到中硬地层、均匀地层，不适合含砾石、黄铁矿、燧石、花岗岩、硬
夹层地层，对硬地层应采用低钻压、高钻速钻进。
TSP钻头适合中等至硬地层钻井。
天然金刚石钻头适合研磨性强、中到坚硬地层。
层相匹配的情况
下，PDC钻头应
该配合螺杆或涡
轮钻具使用才能
取得更为满意的机械钻速和进尺。
对于定向井而言，在研磨性较高的稳斜井段钻进时除了要保证所选的PDC切削齿具有高的耐磨性以外，还要保证所选的钻头具有良好的保径效果（一般选用相对较小的保径长度），以期得到较高的机械钻速和进尺。
在PDC钻头选型方面，应注意钻头的轮廓和布齿方式，下表是常用的PDC钻头轮廓及适用范围。
在石油勘探和钻井作业中牙轮式钻头最为普遍，应用范围也较为广泛；金刚石式钻头在特殊地质有着良好的适用性，石油钻井应该掌握的主要技术之一；而刮刀式钻头应
用范围较窄，而且已经遭淘汰，在此就不进行描述。