三牙轮钻头工作原理(参考相关)
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第一章 三牙轮钻头工作原理
第一节 三牙轮钻头在井底的运动
在石油钻井中，牙轮钻头能适应各种地层的钻井，是主要的破岩工具之一。
牙轮钻头在井底工作时的运动状态和受力状态是相当复杂的。国内外对牙轮钻头
的工作原理，无论在理论研究或实验研究方面都作了大量的工作，这些研究成果
为钻头的设计使用提供了依据。
三牙轮钻头在井底的运动，决定牙轮与牙齿的运动，也就直接决定牙齿对地
层岩石的破碎作用。因此，在了解钻头破碎岩石的工作原理之前，首先应了解钻
头在井底的运动。
一、钻头的公转
钻头牙轮绕钻头轴线作顺时针方向旋转的运动简称为钻头的公转。钻头公转
的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。
二、钻头的自转
钻头旋转时，沿着从牙轮底平面到牙轮尖部的方向看，牙轮绕自身的轴线作
反时针方向的旋转称自转。牙轮的转动是岩石对牙齿的吃入破碎作用产生反作用
的结果。牙轮自转转速的影响因素有公转转速、钻头结构、齿面结构、钻井参数
和岩石性质等。一般情况下，牙轮自转的转速比钻头公转的转速快。把牙轮自转
转速与钻头公转转速之比称为轮头比，轮头比的值一般在1--1.5之间。
三、钻头的纵振（轴向振动）
钻头工作时，对一个牙轮而言，牙齿与井底的接触是单齿、双齿交替进行的。
单齿着地时，牙轮的轮心处于最高位置，双齿着地时则轮心下降。牙轮在转动过
程中，轮心位置不断上下变换，使钻头沿轴向作上下往复运动，这就是钻头的轴
向振动。纵振振幅就是轮心的垂直位移，它与牙齿的齿高、齿距等钻头结构参数
及岩性有关。在软地层，牙齿吃入深、振幅小，硬地层则振动加剧。振动的频率
与牙轮齿数及牙轮转速成正比。在旋转钻井中，钻头纵振频率一般为100～500
次/min。
此外，由于井底不平，钻头产生振幅较大的低频振动。据国外资料介绍，低
频振动的振幅就是井底凹凸部分的高差，一般为10mm左右，频率低于50次/min。
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低频纵振对钻头是不利的因素，在硬地层中会造成跳钻。牙轮钻头的纵振是上述
两种振动之和，它构成了牙齿的冲击压入作用，破碎岩石，提高破碎效率。
四、横向振动
所谓横向振动，就是沿着垂直于钻头轴线方向的振动。造成钻头横向振动的
因素很多，包括钻头与岩石互作用、钻柱的弯曲变形，钻柱的偏心旋转，钻柱质
量分布不均匀、地层倾角以及井底岩石性质差异等等。钻头的横向振动对钻柱的
横向振动有直接的影响，也是造成钻头失效的重要原因。
五、扭转振动
钻头的周期性运动导致扭矩成周期性变化，引起钻头周期性的扭转振动。钻
头的扭转振动主要由钻头的粘滑运动造成的，即钻头旋转速度变化很大，在某一
瞬时钻头可能静止不动，过一段时间后便以数倍于平均转速的速度旋转，这样就
会引起钻头的失效，也可能引起钻柱的早期疲劳破坏。因此应尽量避免钻头出现
这种现象。
六、牙轮的滑动
破碎不同类型岩石，对钻头要求不同的滑动量，可通过设计钻头时采用不同
的结构及参数获得。对于一个牙轮而言，不同位置的齿排的滑动方向是不同的。
外排齿及靠近外排齿的齿排，一般是正向滑动（假设钻头旋转，而牙轮不自转时，
牙齿在井底的滑动就是正向滑动）；牙轮尖部的齿排及靠近牙轮尖部的齿排一般
是负向滑动；而在外排齿与尖部齿排之间的某个中间齿排或虚拟齿排做纯滚动。
一般情况下，软地层钻头应具有较大的滑动量，硬地层钻头应尽量减少或不产生
滑动，避免牙齿早期损坏。但是，由于钻头工作时，牙轮与牙掌轴颈的相对运动
总是存在摩擦阻力等原因，即使设计的是纯滚动钻头，实际钻进中仍然存在着滑
动。对纯滚动钻头作室内模拟试验，发现约有20%的滑动量。
上述几种运动是牙轮钻头在井下工作时同时发生的复合运动。实际钻进时，
还有整个钻头的向下运动，其向下运动的速度就是钻头钻进的机械钻速。
第二节 钻头工作时的受力分析
前面已经分析了，钻头钻进时会产生纵向振动、横向振动及扭转振动。在每
次纵向振动中，钻头上行压缩下部钻柱；钻头下行则钻柱恢复原长。其位能转化
为钻头的动载荷。钻头工作时，牙齿作用到岩石上的力有静载荷（加在钻头上的
钻压）及动载荷（钻头与下部钻柱速度下降而产生的动载）。也就是说牙齿冲击
三牙轮钻头生产工艺
三牙轮钻头生产工艺1. 引言三牙轮钻头是一种常用的工业切削工具，主要用于金属加工领域。
它的高质量和高效率使得它成为许多企业的首选。
本文将介绍三牙轮钻头的生产工艺，包括原材料选取、工艺流程、设备与工具以及质检方法。
2. 原材料选取2.1 刀片材料三牙轮钻头的刀片材料一般选用高速钢或硬质合金。
高速钢具有良好的热稳定性和切削性能，适用于中等强度的金属材料。
硬质合金则具有更好的刚性和耐磨性，适用于较硬的材料加工。
2.2 刀柄材料刀柄材料通常选用优质的工具钢或高速钢，以确保刀柄的强度和稳定性。
3. 生产工艺流程三牙轮钻头的生产工艺一般包括以下步骤：3.1 材料切割与成型首先，将所选材料切割成适当的尺寸。
对于刀片材料，可以使用切割机、剪切机或锯床进行切割。
对于刀柄材料，可以使用车床进行加工成适当的形状。
3.2 钻孔加工接下来，将刀柄和刀片进行组装，并使用数控机床进行钻孔加工。
钻孔的直径和深度需要根据具体需求进行调整。
3.3 热处理完成钻孔加工后，需要对整体进行热处理。
热处理的目的是提高材料的硬度和强度，以确保刀具在使用时有较长的使用寿命。
3.4 刃磨与修磨经过热处理的刀具可能存在一些不规则或磨损的刃口。
因此，需要进行刃磨和修磨的过程，以确保刀具的切削性能。
刃磨和修磨的具体步骤和参数需要根据不同的刀具类型和规格进行调整。
3.5 表面处理为了提高刀具的表面质量和耐腐蚀性，需要对刀具进行表面处理。
常用的表面处理方法包括镀镍、硬铬、氮化等。
3.6 质检与包装最后，在生产完成后，需要对刀具进行质量检查。
常用的检验方法包括外观检查、尺寸测量、硬度测试等。
通过质检合格后，进行包装和标记，以待发货和销售。
4. 设备与工具生产三牙轮钻头所需的设备与工具主要包括：•切割机、剪切机或锯床•数控机床（钻孔加工）•热处理设备•刃磨和修磨工具•表面处理设备（镀镍、硬铬、氮化）•质检设备（外观检查、尺寸测量、硬度测试）5. 质检方法为确保三牙轮钻头的质量，需要进行质量检测。
三牙轮钻头
三牙轮钻头、钻爪热处理工艺一、20CrMo热处理1、渗碳温度930℃，在强渗后进行扩散渗碳。
其计算公式为：式中，δCD总渗碳层深度，τ为时间(h)，T为绝对温度(K)。
T=930℃时，A(T)=0.647。
在930℃时，要得到δCD=2.6mm，则需要渗碳总时间(t T)：=16.16h，强渗期时间由下式计算：其中C为扩散期的表面碳势；C0为零件原始成分的含碳量；C1为渗碳期的表面碳势。
若强渗期碳势为1.2，扩散期碳势为0.85，渗层厚度2.6mm，强渗期时间（tc）为6.8h。
扩散期时间T D由下式计算：t D=t T-tc若强渗期碳势为1.2，扩散期碳势为0.85，渗层厚度2.6mm，扩散期时间（tc）为9.36h。
应根据实际生产条件在保证渗层深度的前提下，可适当的缩短时间，增加时间，参考工艺如下：2、淬火、回火20CrMo的合适淬火温度在(820~840)℃范围内。
实践证明，选用这温度范围是较合适的。
工艺曲线参照原工艺。
二、20Cr2Ni4热处理20Cr2Ni4属高强度合金渗碳钢。
一般渗碳工艺：920℃渗碳，渗后680℃回火，820℃淬火，180℃回火。
强渗、扩散后随炉降温至850~860℃，出炉转入缓冷坑冷却至小于或等于300度，出炉空冷。
淬火工艺：第一次淬火的温度为880~900度，目的是细化心部组织，并消除表层的网状渗碳体。
第一次淬火的冷却空冷（正火），目的防止网状碳化物析出，减少淬火变形。
第二次淬火温度为800-820℃。
目的是改善表层组织得到细小颗粒状碳化物加隐晶或细针状马氏体组织，以保证硬度和耐磨性要求。
*其他零件工艺*如果零件尺寸大，碳势高，渗层深，也可以提高渗碳温度，如NNCF41104160Y 背衬轴承外圈外径为520mm，内径为362 mm，根据用户要求，该轴承经渗碳热处理后要达到如下技术要求:成品套圈表面硬度要求为57~60HRC，表面含碳量达到1.3%，有效渗碳层深度大于5.0 mm。
牙轮钻机履带行走机构
牙轮钻机履带行走机构摘要：牙轮钻机是大型露天矿爆破的主要钻孔设备。
基于此，本文重点论述了牙轮钻机履带行走机构。
关键词：牙轮钻机；工作原理；履带行走牙轮钻机是当前常用的一种露天钻孔设备，主要用于露天矿、水利工程施工和建筑物基础施工等作业中爆破工程的前期穿孔。
牙轮钻机工作方式特点是用牙轮钻头破岩钻孔，并用压气法排渣，是一种自行式钻孔设备。
一、牙轮钻机起源和分类1933年，比塞洛斯进入钻机市场；1952年，比塞洛斯生产了第一台商业认可的电动型牙轮钻机；1945年，俄罗斯重型机械联合公司(即乌拉尔机械)开始制造重型牙轮钻机；此后，美国的加登纳-丹佛公司(简称G-D公司)和德雷赛工业公司马里恩机铲分公司也相继开发了牙轮钻机。
在20世纪90年代初期，P-H公司也开发了牙轮钻机；我国从20世纪60年代起开始研制牙轮钻机，到80年代研制成功并投入市场。
牙轮钻机是一种钻孔设备，根据钻孔孔径及轴压力，分为小型、中型、大型、特大型。
其中，小型牙轮钻机的钻孔直径≤150mm，轴压力≤200kN；中型牙轮钻机的钻孔直径≤280mm，轴压力≤400kN；大型牙轮钻机的钻孔直径≤380mm，轴压力≤550kN；特大型牙轮钻机的钻孔直径≤445mm，轴压力≤650kN。
二、牙轮钻机工作原理用牙轮钻机的钻头辗压作用来破碎矿岩，主要适用于在硬矿岩上钻直径150mm～440mm的孔，它具有效率高、劳动强度小的优点，1981年，一些企业研制生产出最新型，高性能，低消耗，露天的各种型号钻孔机械，随后，在新产品的开发上牙轮钻机具有了专业技术人员上的优势，再加上与科研院校常年合作，研制出了新型的液压潜孔钻机并投入使用。
在露天矿山开采设备中，牙轮钻机是采矿工程中最易被忽视的一种设备，因在操作中，牙轮钻机穿孔的费用在生产成本里占的比例较小，但牙轮钻机也是最易实现自动化的露天开采矿业的专业设备。
在实际操作中，牙轮钻机适用于大部分的硬度矿岩的钻孔作业，并且与之前使用的风动凿岩机比较，机器的易损件寿命提高，拆机维修的周期缩短、机器备件的消耗量也随之减少，工作人员也更加省时省力，维修费用也相应得到降低。
[资料]三牙轮钻头特点
![[资料]三牙轮钻头特点](https://360docs-1393072327.cos.ap-beijing.myqcloud.com/9a54417f24c52cc58bd63186bceb19e8b8f6ec11.webp)
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。
三牙轮钻头使用技术及钻井工艺
三牙轮钻头使用技术及钻井工艺时间:2009-12-11 10:40 作者:发达钻井设备点击: 125次目前油用钻头市场已不再混乱而变得规范有序，市场竞争向产品差异性和品牌、售后服务的竞争方向发展。
市场竟争力两大基石之一，钻头技术服务的作用将会越来越显著。
一、三牙轮钻头使用资料收集内容1、地层岩性地层的岩性和软硬不同，岩石破碎机理不同，造成钻头失效的形式也各异。
我国各油田钻井中常见的地层岩性，其岩石物理机械性质均有测定。
根据现场收集的地层岩性及每米岩性钻时记录，进行地层岩石的硬度、塑性、脆性、研磨性和可钻性分析，对照钻头的失效形式，确认钻头选型及使用是否合理。
2、井段位置在地壳中处于不同位置的岩石，其岩石的机械性质变化很大。
埋藏较深的岩石，处于多向压缩应力状态，使岩石孔隙减小，强度增加。
上部井段一般岩石胶结疏松、质软，钻头转速高、钻压低。
下部井段一般岩石质硬、研磨性大，钻头转速低、钻压高、使用时间长。
根据收集的井段位置及每米岩性钻时记录，分析地层岩石的硬度、塑性、脆性、研磨性和可钻性特点，对照钻头的失效形式，确认钻头选型及使用是否合理。
3、井身结构不同的井身结构，对钻头的尺寸、型号和使用等均有特殊要求。
如造斜钻头一般要求带修边齿或保径结构，使用要求高转速、低钻压等。
收集井身结构及钻头选型、使用参数等资料，根据钻头失效的形式，确认钻头选型及使用是否合理。
4、钻井参数钻压和转速的确定，既决定着钻头破碎岩石的效率，又影响到钻头牙齿、轴承的磨损。
浅井、软地层，钻头以剪切作用为主，一般采用高转速、低钻压。
中硬地层，钻头产生剪切、冲击、压碎综合作用，一般采用中等转速和中、高钻压。
深井、硬地层，钻头以压碎、冲击为主，一般采用较高钻压、低转速。
钻井参数的合理选择，很大程度上决定了钻头的失效形式。
收集班报表和指重表记录，分析所用钻井参数及其变化，根据钻头失效形式确定使用的合理性。
5、泥浆性能喷射钻井要求泥浆具有：1）低失水、低含砂、适当的切力和PH值，能有效保护井壁、悬浮岩屑；2）低比重、低粘度，能降低循环系统压力、功率损耗；3）在低返速下能有效携带岩屑；4）有良好地剪切稀释特性。
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 牙轮钻机解析
在牙轮锥体上直接铣制出楔形齿，在铣齿的刃部 表面堆焊碳化钨硬质合金。主要用于软岩中。
内蒙古科技大学 矿业工程学院 郑建军
2、柱齿钻头
在牙轮锥体上镶嵌硬质合金柱。硬质合金柱的 形状图5-6用于中硬和中硬以上的岩石钻孔，常用 球形柱齿
3、中心吹风排碴式钻头 如图5-2，小部分气流用于中心孔底排碴。
空压机→压气→回转供风机构→中空钻杆→钻头的喷 嘴喷向孔底→岩碴从环形空间→孔外。
一、钻具
上钻杆、下钻杆、牙轮钻头组成
钻杆：中空杆件见图5-19 ， 两端有接头。 选择：⑴孔径为220mm，杆外径选180~194mm杆；
优点：排碴效果好，钻进速度较高。同时减少了 牙轮磨损，有利于延长钻头的使用寿命。
国产的均为此型号。
主要结构参数：钻头 直径、轴倾角、孔底角。
α=φ+β-90° 角度不同，结果也不
同。
第三节 牙轮钻头运动学及其凿岩泵理
图5-9 为牙轮钻机钻孔示意图。 工作时→加压机构→钻杆→钻头→轴向压力→牙轮则 被压在孔底上。
内蒙古科技大学 矿业工程学院 郑建军
内蒙古科技大学 矿业工程学院 郑建军
牙轮钻机
衡阳机械
KY-310D牙轮钻
KY-250D牙轮钻
SDY310全液压牙轮钻
阿特拉斯科普柯牙轮钻
阿特拉斯DM45牙轮钻
1、阿特拉斯科普柯 2、特雷克斯牙轮钻
第一节 牙轮钻机的发展概况
牙轮钻机是在旋转钻机的基础上发展起来的一 种近代新型钻孔设备。1907年，美国石油工业部 门开始用牙轮钻机钻凿油井和天然气井。1939年 应用于露天矿（试用）。1949年美国采用压缩空 气排渣，提高了钻孔效率并延长了钻头的寿命， 从而推动了牙轮钻技术的发展，使在露天矿得到 了实际应用。
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。
第二节、牙轮钻机的整体结构组成
KY-250A型牙轮钻机
三、 钻架和机架
作用：钻机各种机构和装置的安 装基础。
钻架横截面多为敞口“Π ” 形结构件，4根方钢管组成4个 立柱，前立柱内面上焊有齿条 ，供回转机构提升和加压，外 面为回转机构滚轮滑道。钻架 内有钻杆储存和链条张紧等装 置。
第二节、KY-250A型牙轮钻机主要总成及作用
?提升电动机驱动加速机构快速上升主动链轮顺时针转?加压小车上升?主传动机构主传动机构作用是驱动钻具的提升加压及钻机行走提升与行走由同一台电动机驱动加压有液压马达和直流或交流电动机两种方式各动作间实现安全联锁
第二章、牙轮钻机
第二节、牙轮钻机的整体结构组成 呼伦贝尔学院工程技术学院 孟爱国
牙轮钻机的工作原理
三 回转供风机构
进风管
变频交流 电机
加压齿轮
减速器
回转减振装置
回转减震器
三 回转供风机构
• 回转减速器，均为二级齿传动，第一轴有悬臂式和简支式 结构，简支式改善了轴的受力和齿轮接触情况，减少故障 。 • 空心主轴上下部推力轴承分别承受提升时的提升力和加压 时轴压力，多轴承的空心主轴增加了径向定心，并承受由 于钻杆的冲击和偏摆引起较大的径向载荷，改善了推力轴 承的受力。 • 交流变频电机通过回转减速机的二级减速驱动钻具回转传 动的回转减速器，两个二轴齿对称地与空心主轴齿轮啮合 ，加强了空心主轴的径向稳定和受力状况。
上接头
下接头
一、钻具
1、稳杆器
• 作用：稳杆器是牙轮钻进时防止钻杆及钻头摆动、炮孔歪斜 、保护钻机工作构件少出故障和延长钻头寿命的有效工具。 国内穿孔实践表明，牙轮钻进必须配备稳杆器。 稳杆器有两种形式：辐条式及滚轮式。
• ⑴辐条式稳杆器由四根用耐磨材料做成辐条焊在稳杆器上。 有时在辐条上镶有硬质合金柱齿。辐条式稳杆器适用于岩石 普氏坚固性系数f＜16的中等磨蚀性的矿岩。不宜用于钻凿倾 斜炮孔。