1、 江汉牙轮钻头特征江汉牙轮钻头特征与失效形式介绍与失效形式介绍20062006年年6 6月月内内 容容n一、一、江汉牙轮钻头特征介绍江汉牙轮钻头特征介绍n二、二、GKGK宽齿钻头宽齿钻头n三、三、J J高效射流钻头高效射流钻头n四、四、IADCIADC三牙轮钻头磨损分级标准三牙轮钻头磨损分级标准n五、典型失效形式分析五、典型失效形式分析一、江汉牙轮钻头型号介绍一、江汉牙轮钻头型号介绍江汉牙轮钻头型号由四部分组成：江汉牙轮钻头型号由四部分组成：直径代号直径代号8 1/2系列代号系列代号HJTHJT分类号分类号517517附加特征代号附加特征代号GHGH钻头直径代号用英寸数字表示，如钻头直径代号用
2、英寸数字表示，如8 8；系列代号按其轴承与密封主要结构，分为系列代号按其轴承与密封主要结构，分为9 9个标准系列，如个标准系列，如HJTHJT；分类号由三位数字组成，首位为切削结构、第二位为地层分级号，分类号由三位数字组成，首位为切削结构、第二位为地层分级号，第三位为钻头结构特征代号，如第三位为钻头结构特征代号，如517517；附加结构特征代号为满足钻井及地层特殊需要，在分类号后加附附加结构特征代号为满足钻井及地层特殊需要，在分类号后加附加结构特征，用字母表示，如加结构特征，用字母表示，如GHGH。序号序号轴承及密封主要结构轴承及密封主要结构特征特征标准系标准系列列特殊系列特殊系列T T（特别
3、保径）（特别保径）S S（大井底覆盖）（大井底覆盖）1 1滑动轴承橡胶密封滑动轴承橡胶密封HAHAHATHATHASHAS2 2滑动轴承金属密封滑动轴承金属密封HJHJHJTHJTHJSHJS3 3浮动轴承橡胶密封浮动轴承橡胶密封FAFAFATFATFASFAS4 4浮动轴承金属密封浮动轴承金属密封FJFJFJTFJTFJSFJS5 5滚动轴承橡胶密封滚动轴承橡胶密封GAGAGATGATGASGAS6 6滚动轴承金属密封滚动轴承金属密封GJGJGJTGJTGJSGJS7 7非密封滚动轴承非密封滚动轴承W W8 8滑动轴承橡胶密封单滑动轴承橡胶密封单牙轮钻头牙轮钻头YAYA9 9滑动轴承橡胶密封
4、强滑动轴承橡胶密封强化型单牙轮钻头化型单牙轮钻头YCYC钻头系列代号钻头系列代号 代号代号附加结构特征附加结构特征C C 中心喷嘴中心喷嘴H H金刚石保径金刚石保径E E加长喷嘴座加长喷嘴座G G掌背强化掌背强化L L掌背扶正块掌背扶正块Y Y圆锥形齿圆锥形齿K K宽顶勺形齿宽顶勺形齿X X椭圆截面楔形齿椭圆截面楔形齿J J高效射流喷嘴座高效射流喷嘴座钻头附加结构特征代号钻头附加结构特征代号 示例：示例：8 1/2HJT537GL8 1/2HJT537GL钻头钻头8 1/2 8 1/2：钻头直径为：钻头直径为8.58.5英寸（即英寸（即215.9mm215.9mm）HJT:HJT:滑动轴承金属
5、密封、特别保径；滑动轴承金属密封、特别保径；537:537:低抗压强度，软至中地层镶齿钻头；低抗压强度，软至中地层镶齿钻头；G:G:掌背镶齿强化保径；掌背镶齿强化保径；L:L:掌背扶正块镶齿掌背扶正块镶齿强化保径与扶正强化保径与扶正。二、二、GKGK宽齿钻头宽齿钻头1 1、结构特点：、结构特点：1 1）采用宽顶勺形齿为主切削齿，）采用宽顶勺形齿为主切削齿，提高了牙齿的井底破碎体积和井提高了牙齿的井底破碎体积和井底覆盖率；底覆盖率；2 2）同时在钻头设计中采用优化）同时在钻头设计中采用优化的钻头结构参数，提高牙齿在井的钻头结构参数，提高牙齿在井底的剪切滑移距离，可增大钻头底的剪切滑移距离，可增大
6、钻头对塑性岩石的破碎体积功对塑性岩石的破碎体积功。宽齿钻头宽齿钻头宽齿钻头与常规钻头井底仿真对比图宽齿钻头与常规钻头井底仿真对比图 宽齿钻头井底仿真图宽齿钻头井底仿真图 常规钻头井底仿真图常规钻头井底仿真图2 2、使用情况、使用情况普光普光1 1井与普光井与普光7 7井下沙溪庙井段技术指标对比井下沙溪庙井段技术指标对比 井号井号地层：地层：下沙溪庙下沙溪庙总总进进尺尺钻钻头头数数量量总纯钻总纯钻时间时间单只单只平均平均进尺进尺单只单只平均平均纯钻纯钻时间时间平均平均机械机械钻速钻速钻头钻头型号型号普光普光1 1 井井1975.881975.882576.402576.40600.5600.52
7、020962.67962.6730.0330.0348.1348.130.620.62HJ537HJ537HJT537(G)HJT537(G)SH33RGSH33RG普光普光7 7 井井1912.841912.842432.112432.11519.2519.27 7357.59357.5974.1874.1851.0851.081.451.45HJT537GKHJT537GK3 3、可提供的尺寸和型号、可提供的尺寸和型号 钻头尺寸范围：钻头尺寸范围：6 1/2-17 1/26 1/2-17 1/2；型号：型号：IADCIADC为为517517和和537537型号钻头后附加型号钻头后附加GKG
8、K特征。特征。4 4、钻头的使用参数、钻头的使用参数 钻压：钻压：0.350.351.05KN/mm1.05KN/mm钻头直径（塑性地层推荐钻头直径（塑性地层推荐0.650.651.05KN/mm1.05KN/mm钻头直径）钻头直径）转速：转速：4040220220转转/分（塑性地层推荐分（塑性地层推荐50508080转转/分）分）三、三、J J高效射流钻头高效射流钻头 该类型钻头运用新型定向喷射理论，对钻头该类型钻头运用新型定向喷射理论，对钻头的水力系统进行了全新的设计。通过对水孔喷射的水力系统进行了全新的设计。通过对水孔喷射角角、水孔座偏距、水孔座偏距HmHm、水孔座中心线偏角、水孔座中心
9、线偏角QwQw的优的优化，增大了泥浆在井底的横流效果，对于清洗井化，增大了泥浆在井底的横流效果，对于清洗井底和提高钻头的机械钻速将起到良好的作用。底和提高钻头的机械钻速将起到良好的作用。适应低抗压强度、高可钻性的软至中软地层，适应低抗压强度、高可钻性的软至中软地层，如页岩、粘土、砂岩、软石灰岩等地层及高密度如页岩、粘土、砂岩、软石灰岩等地层及高密度泥浆与深井。泥浆与深井。J J高效射流钻头高效射流钻头水力系统分析水力系统分析 水孔倾斜角度大，泥浆射流紧贴牙轮齿尖，到水孔倾斜角度大，泥浆射流紧贴牙轮齿尖，到达井底靠近井筒的交接处。目的是在清洗牙轮的同达井底靠近井筒的交接处。目的是在清洗牙轮的同时
10、，通过井壁的阻挡作用，反向冲洗井底，达到更时，通过井壁的阻挡作用，反向冲洗井底，达到更好的洗井效果。好的洗井效果。该种水孔的布置方法与传统方法明显不同，具该种水孔的布置方法与传统方法明显不同，具有显而易见的优势。有显而易见的优势。J J高效喷射钻头在设计的过程高效喷射钻头在设计的过程中利用这种思想，达到提高机械钻速的目的。中利用这种思想，达到提高机械钻速的目的。四、四、IADCIADC三牙轮钻头磨损分级标准三牙轮钻头磨损分级标准钻头磨损情况表示方法示例：钻头磨损情况表示方法示例：镶齿钻头钝化特征记录表：镶齿钻头钝化特征记录表：上表为：内排齿损坏上表为：内排齿损坏1/41/4；外排齿已全部失效；
11、主；外排齿已全部失效；主要钝化特征是断齿，位置在外排齿位置；密封有要钝化特征是断齿，位置在外排齿位置；密封有效；钻头直径未磨损；牙齿磨损；因机械钻速低效；钻头直径未磨损；牙齿磨损；因机械钻速低而起钻。而起钻。IODLBGOR28BTHEIWT PR钢齿钻头钝化特征记录表：钢齿钻头钝化特征记录表：TQFC1/16FAWT44ROGBLDOI上表为：内、外排齿磨损上表为：内、外排齿磨损1/21/2；主要钝化特征是牙齿；主要钝化特征是牙齿磨损，位置是所有齿圈；密封已失效；钻头直径磨磨损，位置是所有齿圈；密封已失效；钻头直径磨损损1/161/16英寸；齿顶磨平；因扭短增大而起钻英寸；齿顶磨平；因扭短增
12、大而起钻。五、典型失效形式分析五、典型失效形式分析n钻头失效分为正常失效和非正常失效：钻头失效分为正常失效和非正常失效：n在正常工况下钻头使用时间在预期的范围在正常工况下钻头使用时间在预期的范围内没有造成非预料后果的失效属正常失效，内没有造成非预料后果的失效属正常失效，相反为非正常失效或早期失效。相反为非正常失效或早期失效。n钻头失效形式较多，下面对常见的钻头失效形式较多，下面对常见的1818种失种失效情况进行介绍：效情况进行介绍：1 1、牙轮冲蚀、牙轮冲蚀 泥浆中固相含量过泥浆中固相含量过高、排量大高、排量大,尤其是采用尤其是采用组合喷嘴组合喷嘴,使用大孔径喷使用大孔径喷嘴嘴,其喷射角大其喷
13、射角大,以及安以及安装斜喷嘴都会造成牙轮装斜喷嘴都会造成牙轮冲蚀。牙轮壳体被冲蚀冲蚀。牙轮壳体被冲蚀后后,在齿根周围壳体形在齿根周围壳体形成环行槽成环行槽,大多会造成大多会造成牙齿的折断、脱落或转牙齿的折断、脱落或转动。动。2 2、掌尖冲蚀、掌尖冲蚀 掌尖碳化钨敷层掌尖碳化钨敷层脱落部位脱落部位,往往往往偏向于大喷嘴和偏向于大喷嘴和斜喷嘴侧斜喷嘴侧,在喷在喷射方向的掌尖易射方向的掌尖易被冲蚀被冲蚀,掌尖冲掌尖冲蚀会影响轴承密蚀会影响轴承密封圈寿命。封圈寿命。3 3、流道冲蚀、流道冲蚀 流道冲蚀多发生在喷嘴座入口处流道冲蚀多发生在喷嘴座入口处以及喷嘴座台肩处，原因如下：以及喷嘴座台肩处，原因如下
14、：1 1、由于泥浆中固相含量高，泥、由于泥浆中固相含量高，泥浆排量大，喷嘴座入口泥浆流速高；浆排量大，喷嘴座入口泥浆流速高；使用组合喷嘴，尤其采用双喷嘴组合，使用组合喷嘴，尤其采用双喷嘴组合，安装大喷嘴的流道入口易冲蚀；安装大喷嘴的流道入口易冲蚀；2 2、如果使用入口端已冲蚀或缺、如果使用入口端已冲蚀或缺损的硬质合金喷嘴损的硬质合金喷嘴,喷嘴座台肩容喷嘴座台肩容易被冲蚀或刺穿；易被冲蚀或刺穿；3 3、喷嘴与喷嘴座台肩间的间隙、喷嘴与喷嘴座台肩间的间隙过大，易产生涡流，造成喷嘴座冲蚀、过大，易产生涡流，造成喷嘴座冲蚀、刺穿；刺穿；4 4、喷嘴座入口流型不好，钻头、喷嘴座入口流型不好，钻头流道截面
15、变化速率大，不能适应高速流道截面变化速率大，不能适应高速液流。液流。4 4、掉喷嘴、掉喷嘴 喷嘴座冲蚀、掉卡簧、密封喷嘴座冲蚀、掉卡簧、密封失效失效,都会导致掉喷嘴。引起掉都会导致掉喷嘴。引起掉喷嘴的原因是：喷嘴的原因是：1 1、如果喷嘴座未发生冲蚀就、如果喷嘴座未发生冲蚀就掉喷嘴，则可能是卡簧未装好或掉喷嘴，则可能是卡簧未装好或是卡簧有缺陷，以及井底腐蚀性是卡簧有缺陷，以及井底腐蚀性气氛导致卡簧碎裂；气氛导致卡簧碎裂；2 2、喷嘴座冲蚀掉喷嘴，则可、喷嘴座冲蚀掉喷嘴，则可能是喷嘴与喷嘴座内孔之间径向能是喷嘴与喷嘴座内孔之间径向间隙大。或是间隙大。或是O O形密封圈安装时发形密封圈安装时发生扭
16、转或剪切，密封槽内有杂物，生扭转或剪切，密封槽内有杂物，有时也可能没有装密封圈。有时也可能没有装密封圈。重复使用碳化钨喷嘴，这重复使用碳化钨喷嘴，这种情况经常出现。如果一个或种情况经常出现。如果一个或多个喷嘴被堵死，那么未被堵多个喷嘴被堵死，那么未被堵死的喷嘴很可能由于下列原因死的喷嘴很可能由于下列原因而冲蚀：而冲蚀：1 1、泥浆中含沙量过高、泥浆中含沙量过高 ;2 2、喷速太高。如果喷嘴取、喷速太高。如果喷嘴取下再用，其内径易冲大或喷嘴下再用，其内径易冲大或喷嘴入口冲蚀变形。入口冲蚀变形。5 5、喷嘴冲蚀、喷嘴冲蚀6 6、牙掌折断、牙掌折断 由于钻头通过小井由于钻头通过小井眼，受井壁侧向力作
17、用，眼，受井壁侧向力作用，在掌背磨损后，牙掌所在掌背磨损后，牙掌所受的弯矩过大；受的弯矩过大；掌背与井壁摩擦产掌背与井壁摩擦产生的热裂纹也是造成牙生的热裂纹也是造成牙掌折断的原因；掌折断的原因；严重顿钻、溜钻也严重顿钻、溜钻也有折断的可能；有折断的可能；硫化氢导致氢脆开硫化氢导致氢脆开裂。裂。7 7、齿折断、碎裂、齿折断、碎裂 切削结构钝化的常见形式是切削结构钝化的常见形式是碎裂和折断。影响因素有地层因碎裂和折断。影响因素有地层因素素,操作因素（钻压、转速）和钻操作因素（钻压、转速）和钻头选型头选型,原因如下原因如下 ：对于钢齿对于钢齿 ：1 1、选型不当、选型不当,地层太硬；地层太硬；2 2
18、、钻压或转速太高、钻压或转速太高(钻压高钻压高易造成内排齿和中排齿折断易造成内排齿和中排齿折断;转转速高易造成外排齿折断速高易造成外排齿折断)；3 3、井底有落物；、井底有落物；4 4、使用的材料不当或热处理、使用的材料不当或热处理不当。不当。1 1、选型不当；、选型不当；2 2、轴承失效，牙轮打架；、轴承失效，牙轮打架；3 3、牙齿与齿孔配合不当、牙齿与齿孔配合不当,牙齿可以在齿牙齿可以在齿孔中转动导致断齿孔中转动导致断齿(一般可以看到齿转向一般可以看到齿转向或掉齿或掉齿)；4 4、合金齿有缺陷；、合金齿有缺陷；5 5、钻压和、钻压和/或转速太高；或转速太高；6 6、下钻时碰撞井壁台肩或井底
19、；、下钻时碰撞井壁台肩或井底；7 7、井底有落物。、井底有落物。对于镶齿：对于镶齿：8 8、齿槽磨损、齿槽磨损 当牙轮轴承失效后，当牙轮轴承失效后，与另一个或两个牙轮的齿与另一个或两个牙轮的齿以及齿槽接触，造成齿槽以及齿槽接触，造成齿槽磨损。齿槽磨损往往使壳磨损。齿槽磨损往往使壳体表面产生龟裂。体表面产生龟裂。严重的井壁缩径有时严重的井壁缩径有时也会导致一个牙轮的齿以也会导致一个牙轮的齿以另外的牙轮齿槽接触，造另外的牙轮齿槽接触，造成齿槽磨损。成齿槽磨损。9 9、轮径磨圆、轮径磨圆 轮径磨圆是指保径区轮径磨圆是指保径区域的外部磨损，可能还域的外部磨损，可能还有些齿碎裂，通常导致有些齿碎裂，通常
20、导致牙轮背锥磨损，有时轮牙轮背锥磨损，有时轮径磨圆还会引起钢齿硬径磨圆还会引起钢齿硬化层剥落，轮径磨圆与化层剥落，轮径磨圆与地层的研磨性，钻头型地层的研磨性，钻头型号和钻井参数有关。号和钻井参数有关。1010、牙轮卡死、牙轮卡死 牙轮卡死后、磨损部位有牙轮卡死后、磨损部位有一个或几个平面。轴承失效是一个或几个平面。轴承失效是牙轮卡死的主要原因，牙轮卡牙轮卡死的主要原因，牙轮卡死的其它原因有：死的其它原因有：1 1、钻头泥包；、钻头泥包；2 2、井壁缩径（牙轮打架）；、井壁缩径（牙轮打架）；3 3、井底落物堆积在牙轮之间；、井底落物堆积在牙轮之间；4 4、轴承咬死；、轴承咬死；牙轮卡死后，牙轮与
21、井底牙轮卡死后，牙轮与井底接触的部分很快磨损。磨损表接触的部分很快磨损。磨损表面通常有细条痕。面通常有细条痕。1111、泥、泥 包包泥包特点是三个牙轮都卡死：泥包特点是三个牙轮都卡死：当在粘性地层钻进时，钻压太当在粘性地层钻进时，钻压太大，牙齿吃入深度大或泥浆性能不大，牙齿吃入深度大或泥浆性能不好，岩屑清理不干净，都会导致泥好，岩屑清理不干净，都会导致泥包。完全卡死的泥包钻头轴承常常包。完全卡死的泥包钻头轴承常常是完好的，不完全卡死的泥包钻头是完好的，不完全卡死的泥包钻头由于载荷分布的变化可能导致轴承由于载荷分布的变化可能导致轴承失效失效,泥包会引起射流偏斜，钻头泥包会引起射流偏斜，钻头泥包后
22、在牙齿上可看到损坏迹象。泥包后在牙齿上可看到损坏迹象。未充分循环泥浆清洗井底，就未充分循环泥浆清洗井底，就开始钻进或停止循环后仍在钻进也开始钻进或停止循环后仍在钻进也可能形成泥包。可能形成泥包。1212、钻头出芯、钻头出芯 钻头中心部位的齿磨损或断落钻头中心部位的齿磨损或断落,使使井底相应地层未被切削而留下岩心。钻井底相应地层未被切削而留下岩心。钻头轮尖断落会引起牙轮基体迅速的严重头轮尖断落会引起牙轮基体迅速的严重损坏，机械钻速猛降。其原因大致有：损坏，机械钻速猛降。其原因大致有：1 1、岩层的研磨性超过了钻头中心齿的、岩层的研磨性超过了钻头中心齿的抗磨能力；抗磨能力；2 2、牙轮壳体被冲蚀后
23、齿脱落；、牙轮壳体被冲蚀后齿脱落；3 3、井底有金属碎屑引起中心齿破裂；、井底有金属碎屑引起中心齿破裂；4 4、井底形状变化大，更换新钻头后修、井底形状变化大，更换新钻头后修整井底的措施不当或时间太短。整井底的措施不当或时间太短。1313、偏心磨损、偏心磨损 钻头旋转中心与钻头中心不钻头旋转中心与钻头中心不重合时便会钻出大直径的井眼，重合时便会钻出大直径的井眼，钻头齿之间未切除的地层形成圆钻头齿之间未切除的地层形成圆环形凸起与牙轮壳体接触，偏心环形凸起与牙轮壳体接触，偏心运转会在牙轮壳体上磨出沟槽，运转会在牙轮壳体上磨出沟槽，严重的会使轮尖磨断，还会在一严重的会使轮尖磨断，还会在一个牙轮的牙齿
24、外端和另一牙轮的个牙轮的牙齿外端和另一牙轮的牙齿内端产生磨损。偏心磨损的牙齿内端产生磨损。偏心磨损的原因是选型不当，以及钻压小、原因是选型不当，以及钻压小、转速慢，以及在复合钻井工艺条转速慢，以及在复合钻井工艺条件下使用。件下使用。1414、牙轮破裂、牙轮破裂 牙轮破裂即指牙轮破成两半或几块，牙轮破裂即指牙轮破成两半或几块，但大部分牙轮仍在钻头上，牙轮破裂可但大部分牙轮仍在钻头上，牙轮破裂可以是多种原因造成的，以下是牙轮破裂以是多种原因造成的，以下是牙轮破裂的一些原因：的一些原因：1 1、牙轮打架，一个轴承失效后，牙轮、牙轮打架，一个轴承失效后，牙轮相碾压使一个或多个牙轮破裂；相碾压使一个或多
25、个牙轮破裂；2 2、顿钻、溜钻使牙轮受到猛烈冲击；、顿钻、溜钻使牙轮受到猛烈冲击；3 3、井内硫化氢的腐蚀，导致氢脆；、井内硫化氢的腐蚀，导致氢脆；4 4、热处理不当使牙轮壳体产生微、热处理不当使牙轮壳体产生微裂纹，在钻头工作时，由于疲劳冲击裂纹，在钻头工作时，由于疲劳冲击载荷作用，裂纹扩展而导致牙轮破裂载荷作用，裂纹扩展而导致牙轮破裂.1515、轴承咬合、轴承咬合 咬合发生在摩擦型轴承咬合发生在摩擦型轴承（滑动轴承）上，当轴承摩（滑动轴承）上，当轴承摩擦付之擦付之间润滑状态被破坏时，间润滑状态被破坏时，就会产生摩擦热，这样一个就会产生摩擦热，这样一个轴承表面的金属就会被另一轴承表面的金属就会
26、被另一个轴承表面的金属粘着撕开。个轴承表面的金属粘着撕开。轴承发生咬合的原因：轴承发生咬合的原因：1.1.钻压过高；钻压过高；2.2.转速过高；转速过高；3.3.轴承未充分跑合；轴承未充分跑合；4.4.瞬间载荷发生较大变动。瞬间载荷发生较大变动。1616、密封失效、密封失效 轴承轴承“O O”形圈常常因研形圈常常因研磨和受热而失效，轴承磨和受热而失效，轴承“O O”形圈失效是轴承失效的最普遍形圈失效是轴承失效的最普遍的原因，密封失效有各种原因的原因，密封失效有各种原因。1 1、钻头存放时间太长，超过、钻头存放时间太长，超过保质期；保质期；2 2、钻头存放及使用时，尤其、钻头存放及使用时，尤其是
27、划眼与井壁产生摩擦热，受是划眼与井壁产生摩擦热，受热影响橡胶密封圈老化失效；热影响橡胶密封圈老化失效；3 3、未充分循环泥浆即钻进、未充分循环泥浆即钻进;4 4、过大的钻压和转速组合，尤其是转速过高，会、过大的钻压和转速组合，尤其是转速过高，会导致轴承咬死，密封失效；导致轴承咬死，密封失效；5 5、掌尖磨损严重导致密封失去保护碰井壁以及井、掌尖磨损严重导致密封失去保护碰井壁以及井下落物，掌尖严重冲蚀下落物，掌尖严重冲蚀,都会造成掌尖缺损，密都会造成掌尖缺损，密封圈外露而损坏；封圈外露而损坏；6 6、研磨性颗粒通过牙掌密封面与牙轮底平面之间、研磨性颗粒通过牙掌密封面与牙轮底平面之间的间隙，侵入轴
28、承密封圈，导致密封失效。的间隙，侵入轴承密封圈，导致密封失效。1717、轴承旷动、轴承旷动 由于轴承锁紧失效以及由于轴承锁紧失效以及牙轮轴孔磨损，轴承旷动。牙轮轴孔磨损，轴承旷动。1 1、锁紧钢球碎裂，掉落；、锁紧钢球碎裂，掉落；2 2、卡簧碎、断；、卡簧碎、断；3 3、密封失效，轴承磨损。、密封失效，轴承磨损。牙轮旷动常常造成齿的牙轮旷动常常造成齿的折断。折断。随着钻井技术的发展，牙轮钻头齿槽磨随着钻井技术的发展，牙轮钻头齿槽磨损近几年变得非常突出，如用转盘加单弯螺损近几年变得非常突出，如用转盘加单弯螺杆驱动钻头进行定向钻井作业的复合钻井、杆驱动钻头进行定向钻井作业的复合钻井、摆动钻井、或者
29、在一些硬塑性很强的的地层摆动钻井、或者在一些硬塑性很强的的地层钻进等。钻进等。齿槽磨损是在牙轮钻头没有牙齿保护的齿槽磨损是在牙轮钻头没有牙齿保护的齿间槽磨出深槽，严重的会导致齿槽磨穿，齿间槽磨出深槽，严重的会导致齿槽磨穿，轮尖脱落，进一步牙轮落井，造成严重的钻轮尖脱落，进一步牙轮落井，造成严重的钻井事故。井事故。1818、断轮尖现象、断轮尖现象钻头失效形态四川牙轮齿槽严重磨损 长庆牙轮齿槽磨穿后轮尖断落井底 江汉锁紧槽磨穿后钢球掉落，牙轮落井复合钻进技术的摆动钻进复合钻进技术的摆动钻进 复合钻井钻具组合，使钻头围绕自身轴线复合钻井钻具组合，使钻头围绕自身轴线旋转运动的同时，在井底做行星运动。旋
30、转运动的同时，在井底做行星运动。钻头同时有自转和公转的复合钻井方式钻头同时有自转和公转的复合钻井方式牙轮壳体的非正常磨损牙轮壳体的非正常磨损 n这是这是SPESPE中介绍的偏中介绍的偏心磨损图例，齿槽严心磨损图例，齿槽严重磨损，其中有两排重磨损，其中有两排齿齿柱磨出，另有些齿齿柱磨出，另有些齿排齿侧磨损齿排齿侧磨损 计算机模拟井底模式计算机模拟井底模式 n计算机模拟的偏离井眼轴线摆动钻进的井底模式，可以看到引起牙轮非正常磨损的圈状凸起未破碎带。齿槽磨损主要是由于牙齿在井底的覆盖齿槽磨损主要是由于牙齿在井底的覆盖发生变化，钻头在井底每滚动一圈，每个齿发生变化，钻头在井底每滚动一圈，每个齿圈的同心
31、圆破碎环带的规律被打乱，导致井圈的同心圆破碎环带的规律被打乱，导致井底破碎不充分、不均匀，留下一些凸台磨损底破碎不充分、不均匀，留下一些凸台磨损齿槽，牙轮尖部齿槽部位壳体较薄，容易磨齿槽，牙轮尖部齿槽部位壳体较薄，容易磨穿钻头失效。穿钻头失效。齿槽磨损分析齿槽磨损分析齿槽磨损易发生的工况1、大位移井、水平井、斜井 单弯螺杆的单弯弯矩一般为1.21.5米,外壳弯角有1.0、1.25和1.5三个级别。经过总结发现使用1.5单弯螺杆，钻头易偏磨，有1个牙掌背较另2个严重,因此常用1、1.25二个级别的单弯螺杆。弯矩、弯角是影响钻头造斜率的两个重要参数，也是影响钻头受力和使用的重要参数。弯角偏移量太大
32、，侧向力大。2、摆动钻井 井眼较大，钻头在井底做行星运动距离大，牙齿让出较硬的岩石，当牙轮齿槽转到该位置过来磨齿槽。3、地层硬塑性较高 牙齿完全破碎井底较困难，易造成小凸台磨损齿槽。齿槽磨损问题解决方案 建议井队在钻井施工中，适时改变螺杆转速与转盘转速之比，以延长钻头使用寿命。使用带S特殊结构、T功能、掌背镶装侧切齿、带密封保护、背锥优化布齿等技术的E系列钻头，具有齿槽强化的钻头。钻遇研磨性强的地层，建议使用带H特征的钻头。若发现有齿槽磨损现象，要及时改变钻井参数修整井底，并选用适合的钻头型号。使用具有齿槽保护功能的钻头n左图为一种具有齿槽保护功能的钻头，在齿槽边缘镶有小的合金齿，该种钻头有国家专利汇汇 报报 完完 毕毕谢谢 谢谢
