牙轮钻头的选型与应用+++
牙轮钻头的特点
本文摘自再生资源回收-变宝网（）牙轮钻头的特点牙轮钻头在钻井开井工程中是非常重要的一种工具，牙轮钻头是一种在不断实践中产生的工具，所以实用性非常的高。
今天小编就重点介绍一下它的几个方面，希望对大家有所帮助。
一、牙轮钻头牙轮钻头是使用最广泛的一种钻井钻头。
牙轮钻头工作时切削齿交替接触井底，破岩扭矩小，切削齿与井底接触面积小，比压高，易于吃入地层；工作刃总长度大，因而相对减少磨损。
牙轮钻头能够适应从软到坚硬的多种地层。
二、牙轮钻头的种类及用途牙轮钻头按牙轮数量可分为单牙轮钻头、三牙轮钻头和组装多牙轮钻头。
按切削材质可分为钢齿（铣齿）和镶齿牙轮钻头。
国内外使用最多、最普遍的是三牙轮钻头。
在石油、地以及各种钻探行业中牙轮钻头是不可缺少的重要部分，但是牙轮钻头对一些钻探行业来说价格实在太高，这就促使一些钻探行业对二手牙轮钻头产生了很大兴趣，其价格低，质量可靠（在石油钻探中只使用了其寿命的1/3），为钻探行业降低了大量成本，所以二手牙轮钻头已经成为一些钻探行业中的一重要部分。
牙轮钻头的主要用途：钻井，勘探，石油，钻头，钻井配件。
三、牙轮钻头的特点1、钢球锁紧牙轮，适应高转速。
2、采用可耐250°C高温、抗磨损的新型润滑脂。
3、采用可限制压差并防止钻井液进入润滑系统的全橡胶储油囊，为轴承系统提供了良好的润滑保证。
4、采用高精度的金属密封。
金属密封由一副精心设计加工的金属密封环作为轴承轴向动密封，两个高弹性的橡胶供能圈分别位于牙掌和牙轮密封区域内作为静密封，优化的密封压缩量确保了两个金属环密封表面始终保持良好接触。
5、镶齿钻头采用高强度高韧性硬质合金齿，优化设计的齿排数、齿数、露齿高度和独特的合金齿外形，充分发挥了镶齿钻头高耐磨性和优异的切削能力。
钢齿钻头齿面敷焊新型耐磨材料，在保持钢齿钻头高机械钻速的同时，提高了钻头切削齿寿命。
6、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。
三牙轮钻头
三牙轮钻头是应用最广泛的钻井钻头（）之一，具有适应地层广，机械钻速高的特点。
三牙轮钻头由切削结构、轴承结构、锁紧元件、储油密封装置、喷嘴装置等二十多种零部件组成。
三牙轮钻头的分类1、轴承类型：滚动轴承和滑动轴承2、密封类型：橡胶密封和金属密封3、按牙齿的固定方式分为：镶齿（硬质合金齿）三牙轮钻头和铣齿（钢齿）三牙轮钻头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。
[1]产品优势石油钻井和地质钻探中应用最多的还是牙轮钻头。
牙轮钻头在旋转时具有冲击、压碎和剪切破碎地层岩石的作用，所以，牙轮钻头能够适应软、中、硬的各种地层。
特别是在喷射式牙轮钻头和长喷嘴牙轮钻头出现后，牙轮钻头的钻井速度大大提高，是牙轮钻头发展史上的一次重大革命。
牙轮钻头按牙齿类型可分为铣齿（钢齿）牙轮钻头、镶齿（牙轮上镶装硬质合金齿）牙轮钻头；按牙轮数目可分为单牙轮、双牙轮、三牙轮和多牙轮钻头。
目前，国内外使用最多、最普遍的是三牙轮钻头。
在石油、勘探以及各种钻探行业中牙轮钻头是不可缺少的重要部分,但是牙轮钻头对一些钻探行业来说价格实在太高,这就促使一些钻探行业对二手牙轮钻头产生了很大兴趣,其价格低,质量可靠(在石油钻探中只使用了其寿命的1/3),为钻探行业降低了大量成本，所以二手牙轮钻头已经成为一些钻探行业中的一重要部分.FJ517G三牙轮钻头所属分类钻井,勘探,石油,钻头,钻井配件产品名称215.9mm金属密封江汉镶齿三牙轮钻头产品型号FJ517G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。
在降低轴承副相对线速度的同时，减少摩擦面温升，能有效提高高钻压或高转速钻井工艺条件下的轴承寿命和轴承可靠性。
PDC钻头vs牙轮钻头的区别
PDC钻头vs牙轮钻头的区别随着这种相对新技术的成熟，PDC 钻头的成本越来越低，而质量却大大提高。
在正确的地层和应用中，PDC 的钻进速度是牙轮体的两倍甚至更高。
您可以为你节省大量时间和金钱。
但是您是否应该将您的牙轮钻头更换为 PDC 钻头。
本文将为您提供一个开始考虑的总体思路。
有什么区别？最直接的区别是 PDC 钻头中没有活动部件。
它们的结构如下：牙轮钻头由三个“锥体”组成，它们都必须在润滑轴承上旋转。
这种润滑反过来需要一个油脂储存器，对于任何中型或大型项目，都需要某种轴承密封，以防止碎屑进入牙轮体并停止旋转。
PDC 固定刀具钻头是坚固的，不含活动部件。
PDC 钻头是通过在极高的热量和压力下结合细粒人造金刚石和碳化钨制成的。
PDC & 牙轮切割类型也不同。
PDC 用于割裂岩石，而牙轮用于分组、破碎。
牙轮钻头需要相对较高的钻压才能发挥良好的性能。
否则它的刀片可能会过早磨损。
优点缺点PDC钻头•快速地•安全的•使用寿命长•高冲击地层中的刀具断裂PDC 钻头的坚固性和强度赋予它们许多三牙轮钻头无法比拟的优势。
最重要的是，PDC 钻头的使用寿命更长，这意味着它们不需要像三牙轮钻头那样经常更换。
仅这个原因就解释了大型项目向 PDC 位转移的大部分原因。
此外，在最佳情况下，PDC 钻头可以获得比牙轮钻头更高的穿透率。
这些因素结合在一起意味着，在已确定岩石类型并选择正确 PDC 钻头的地层中，您可以使用单个 PDC 钻头更快、更远地钻进，从而将每英尺成本降低到牙轮体的成本以下。
尽管牙轮钻头前期可能更便宜，但在可以充分利用 PDC 钻头功能的正确项目中，从长远来看，使用PDC 钻头最终会节省资金。
最后，由于牙轮钻头由几个不同的移动部件组成，因此可能会在钻孔中丢失部分牙轮，这是 PDC 钻头不存在的危险。
牙轮钻头•多才多艺的•成本：初期低投资•更多控制选项•更适合硬岩层•更耐冲击•慢的•损失“锥”的可能性•寿命短三牙轮钻头最大的优势之一是它们使用的时间长。
江汉三牙轮钻头使用说明
H系列密封滑动轴承钢齿三牙轮钻头使用说明HA系列密封滑动轴承改进型钢齿三牙轮钻头使用说明1H、HT、HD、HB系列密封滑动轴承镶齿三牙轮钻头使用说明2HA系列密封滑动轴承改进型镶齿三牙轮钻头使用说明HAT、HAB、HAD系列密封滑动轴承改进型钢齿及镶齿三牙轮钻头使用说明4HJ系列金属密封滑动轴承镶齿及钢齿三牙轮钻头使用说明5注：钻头型号后的字母代表钻头附加结构特征：C—中心喷嘴，H—金刚石保径，E—加长水孔，G—掌背强化，L—掌背扶正块，Y—圆锥形齿。
江汉三牙轮钻头使用注意事项：61、钻头下井前用户应认真查验其外观各部位，并核实钻头端面与钻头包装箱及合格证上的出厂编号是否一致；钻头牙掌外表有无凸起的JZ江钻牌商标标记，以防假冒。
2、钻头应按规定的下井操作程序实施。
钻头下到井底，必须轻压慢转（钻压10～20KN，转速60rpm）跑合30min 方可正常钻进。
3、钻压与转速选择应在推荐参数范围内，不可同时使用高转速、高钻压。
4、根据钻头设计，建议选配三个喷嘴通过钻头水孔入口端面的泥浆流速应控制在21.4m/s以内，选择泥浆排量和喷嘴组合应符合下列关系式：Q（d2max/de2）〈16.81×10-3D2，式中：Q—排量，l/s；dmax—最大的喷嘴直径，mm；de—钻头喷嘴当量直径，mm；D—喷嘴座入口直径，mm。
若超过21.4m/s可选用江钻流道刷镀强化钻头，以防冲蚀。
5、如出现非正常损坏钻头，请与我公司联系，并将该钻头的包装箱、合格证及原始使用资料，使用后的钻头（喷嘴不要卸掉）应保存完好。
6、钻头应存放在10～33℃的室内，保持干燥、通风，防止日晒和雨淋，在以上条件下存放，保持期为四年。
7、用户应按本说明书选择钻头适用地层和使用参数。
8、地面设备和泥浆性能须满足施工要求，起下钻和钻进操作应平衡。
9、井底必须清洁，钻头不得大段扩、划眼。
10、禁止在钻头上加热（如焊接、煮沸、火烤等），新钻头不能用油浸泡和强行活动牙轮。
[资料]三牙轮钻头特点
![[资料]三牙轮钻头特点](https://img.taocdn.com/s3/m/9a54417f24c52cc58bd63186bceb19e8b8f6ec11.png)
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。
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
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。
第五章__牙轮钻机
牙轮钻机
一章 1.岩石有哪些物理机械性质 2.坚固性系数的物理意义 3.机械破碎岩石的方法 4.流体压力对破碎漏斗形成机理的影响
二章 1.凿岩机的成孔原理 2.凿岩机的类型（按安装方式分） 3.风动凿岩机的主要组成，主要区别有那些 4.进入YT-23凿岩机的气路有几条，各支路压力的流动路线 5.定压（压差）配气和定程配气 6.活阀、碗装阀和无阀配气，那个能量利用率高且耗气量小 7.内外转钎机构的特点 8.风动凿岩机有那些主要性能参数，分析这些参数时作了那些假定。 9.影响凿岩机冲击效率的关键因素 10.液压凿岩机的特点
P ----轴压力；
n ----钻头转速；
T
K ----表征岩石特征的常数。
四、钻孔速度 估算钻进速度的经验公式 P nT V 0.375 Df V----钻进速度； P ----轴压力； 式中 nT----钻具转速； D ----钻头直径； f ----普氏硬度系数。
第六节
牙轮钻机的发展趋势
二、三牙轮钻头的类型 矿用三牙轮钻头，按照钻头上凿岩刃具----牙轮上牙齿 的不同，可分为：铣齿钻头和柱齿钻头；按排碴时吹风方式 的不同，分为：中心吹风排碴式和旁测吹风排碴式钻头。
牙轮的类型：
单锥牙轮 复锥牙轮
3.轴承组
作用： 保证牙轮灵活地转 动，并把钻机施加给 钻头上的轴压力和扭 矩传给牙轮。 组成： 滚柱 滚珠 滑动衬套
一、牙轮的运动分析及其转速的计算 1、不超顶不移轴布置
nL
式中
R nT r
sin
n
T
为牙轮锥半顶角， r 为牙轮大端半径，
R 为钻孔半径。
2、移轴布置
nL
3、超顶布置
sin
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。
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。