一、牙轮钻头一、牙轮钻头1 1、结构、结构1)钻头的结构特点三牙轮钻头是由牙掌、牙轮、轴承、锁紧元件、储油密封系统、切削齿和流道喷嘴水力结构等二十多种零部件组成2 2、工作原理、工作原理1)钻头的公转钻头的公转速度就是转盘或井下动力钻具的旋转速度钻头公转时,牙轮也绕钻头轴线旋转,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2)钻头的自转钻头旋转时,牙轮绕牙掌轴线作反时针旋转的运动叫自转牙轮的自转速度决定于钻头的公转转速,并与牙齿对井底的作用有关,是岩石对牙齿的吃入破碎作用产生阻力作用的结果3)钻头的纵振(轴向振动)冲击压碎作用轮心位置的变化使钻头沿轴向作上下往复运动,就是钻头的纵向振动,它与牙齿的齿高、齿距等钻头结构参数及岩性有关软地层振幅小,硬地层振幅大振动频率与齿数和牙轮转速成正比4)钻头的滑动剪切破碎作用破碎不同类型的岩石,要求钻头有不同的滑动量,滑动量由钻头结构参数决定软地层钻头滑动量大,硬地层应尽量小或不滑动3 3、江钻牙轮钻头表示方法、江钻牙轮钻头表示方法江钻三牙轮钻头型号由四部分组成:钻头直径代号钻头直径代号 钻头系列代号钻头系列代号 钻头分类号钻头分类号 钻头附加结构特征代号钻头附加结构特征代号示例:8 1/2MD517X8 1/2:钻头直径 8.5 英寸(215.9mm)MD:高速马达钻头系列代号517:适合低抗压强度和高可钻性地层的镶齿钻头X:主切削齿为凸顶楔形齿1)钻头直径代号:用数字(整数或分数)表示,单位一般为英寸。
2)钻头系列代号:对于三牙轮钻头,按其适用功能、轴承及密封结构主要特征等方面,分为 13 个标准系列钻头应用表钻头应用表钻头应用MDHFSWTQYCHJ/GJHA/GASKFSKH/SKG SKW高转速高转速●●●●高温高温●●●●高研磨性高研磨性●●●●防泥包防泥包●●●● 小井眼小井眼●●●● 硬地层硬地层-低转速低转速●●●● 硬地层硬地层-螺杆螺杆●● 软地层软地层-螺杆螺杆●●●● ●● 低研磨性低研磨性●●●●●●●●●●●●空气泡沫钻井空气泡沫钻井●●高钻压高钻压●● ●●●●配套系统——轴承和性能钻头应用MDHFSWTQYCHJGJSKF滑动轴承滑动轴承 ●●●●●●●●●● 滚动轴承滚动轴承 ●● ●● 浮动轴承浮动轴承●●●●镶套轴承镶套轴承●●●● 滚滑轴承滚滑轴承 金属密封金属密封●●●● ●● 橡胶密封橡胶密封 ●● ●●●● ●●加强水力设计方案加强水力设计方案●● ●● 3)三牙轮钻头分类号、江钻牙轮钻头与 IADC 编码对应表和钻头类型与地层级别对应关系表: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。
钻头类型与地层级别对应关系表地层级别Ⅰ~ ⅢⅢ~ⅣⅣ~ⅥⅥ~ⅧⅧ~Ⅹ>Ⅹ地层级值Kd<33≤Kd< 44≤Kd<66≤Kd<88≤Kd<10Kd≥10国际地层分类粘软SS软S软-中S-M中-硬M-H硬H超硬EH铣齿钻头1-11-21-3 1-4 2-1 2-22-3 2-4 3-1 3-23-3 3-4 IADCa钻 头分类镶齿钻头4-1 4-2 4-34-45-1 5-2 5-3 5-46-1 6-2 6-3 6-47-1 7-2 7-3 7-48-1 8-2 8-3 8-44)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附加特征和增强特性代码说明示例C中心喷射12 1/4HJ117GCE加长水孔 双流道81/2HJ437EG掌背强化6 1/2HF537GH金刚石复合齿8 1/2737GHJ定向喷射8 1/2517GKJK硬塑性地层“克星”12 1/4 HJ537GKL掌背扶正块9 1/2HJ517LS牙轮壳体保护齿12 1/4HJS517RT修边齿10 5/8HAT217V流道强化8 1/2HJ437VW加强型切削结构、斜钢齿12 1/4GA114WCX凸顶楔齿8 1/2MD517XY锥球齿12 1/4HAT547Y4 4、牙轮钻头相关技术参数、牙轮钻头相关技术参数API 牙轮钻头公差标称钻头尺寸外径外径公差英寸英寸毫米3 3/8“ ~ 13 3/4“0 ~ 0.0313(1/32)0 ~ 0.7914“ ~ 17 1/2“0 ~ 0.0625(1/16)0 ~ 1.5717 5/8“ ~ 26“0 ~ 0.0938(3/32)0 ~ 2.38钻头的推荐上扣扭矩及 API 正规外螺纹钻头尺寸API 正规螺纹建议扭矩英寸毫米英寸千牛.米3 3/4~~4 1/295.3~114.32 3/84.1~4.74 5/8~~4 7/8117.5~123.82 7/86.1~7.55 1/2~~6 3/4139.7~171.53 1/29.5~12.27 1/2~~8 3/4190.5~222.34 1/216.3~21.79 1/2~~13 3/4241.3~349.36 5/838~43.414 1/2~~26368.3~660.47 5/846.1~54.25 5、喷嘴系列、喷嘴系列喷嘴出口直径喷嘴出口直径序号1234567891011121314喷嘴出口直径尺寸(毫米)678910111213141618202224示例:S2—10S 标准型2 用于 5 7/8~6 3/4 钻头10 喷嘴出口直径 10 毫米喷嘴外形尺寸系列喷嘴外形尺寸系列三牙轮钻头尺寸喷嘴外径 喷嘴装配长度 喷嘴尺寸代码 英寸毫米毫米毫米13 3/4~~4 3/495.3~120.620.317.4825 7/8~~6 3/4149.2~171.423.519.0537 1/2~~7 7/8190.5~20029.7420.6248 3/8~~13 3/4212.7~349.232.8926.97514 3/4~~26374.6~660.440.8426.976 6、江钻牙轮钻头、江钻牙轮钻头江钻股份坚持以市场为导向,持续推进技术创新,构建自主知识产权,拥有当今世界一流的油用钻头科研开发中心和高效的技术创新体系。
产品历经更新换代,现有 13 个标准系列、1000 多个品种、尺寸系列覆盖 3 3/4″~28″,同时拥有强大的钻头使用数据库和先进的钻头选型服务软件针对从软到极硬的各类地层、以及不同的钻井工艺,江钻均能够提供融产品和服务为一体的最佳解决方案MotorDigger(MD 高速马达钻头高速马达钻头)MotorDigger 系列是适应井下动力钻具或深井高温作业的高速钻头该系列钻头采用高可靠性轴承密封系统以及螺旋形双稳定掌背,同时融合了高速破岩领域先进的切削结构和保径技术,并配置多种水力结构MD 系列钻头适应各种地层,拥有更长的使用寿命及更快的机械钻速MD 系列钻头适应 300~90rpm 转速钻进,是定向井、水平井和高温深井钻进的理想选择MD 系列钻头规格型号钻头直径钻头型号5 7/8MD537X、MD617X、MD6376MD537X、MD617X、MD6377 7/8MD517X、MD537X、MD617X、MD637HY 8 1/2MD517X、MD537X、MD617X、MD637H DY 、MD647HDY9 1/2MD517X、MD537X、MD617X、MD637HY 12 1/4MD517X、MD537X、MD617X(注:表中仅为部分规格型号)HRFighter (HF 硬地层钻头硬地层钻头)HRFighter 是用于硬地层和岩磨性地层的优质钻头。
通过对钻头钻进硬地层的失效形式进行深入分析研究,同时结合大量的台架实验、先进的计算机三维模拟技术开发出了高效的切削结构有效地解决了硬地层钻进过程中断齿、掉齿、钻头缩径和出芯等问题采用高耐磨性与抗冲击性的切削元件,有效延长钻头使用寿命,并提高了钻头机械钻速HF 系列钻头是凝灰岩、石英岩以及花岗岩等坚硬地层实现高效、安全钻进的理想选择 HF 系列钻头规格型号钻头直径钻头型号6HF617、HF637HY7 7/8HF617、HF637HY、HF737H、HF827H8 1/2HF617、HF637H 、HF637HY 、HF647HY、HF737H、HF827H9 1/2HF617、HF637HY、HF647HY12 1/4HF537、HF617、HF637(注:表中仅为部分规格型号)Swifturn (SWT 高效钢齿钻头高效钢齿钻头)SWT 系列是最新开发的高性能油用钢齿钻头,是在现有 HA、HJ 系列钢齿钻头技术基础上的一次性能升级该系列采用了全新的齿型设计以及增强型的齿面敷焊,与常规钻头相比破岩效率更高、齿寿命更长,同时钻头工作更加平稳,能有效减少冲击载荷对钻具的损伤SWT 系列高效钢齿钻头适用高钻速、软或中软地层中钻进。
SWT 系列钻头规格型号钻头直径钻头型号4 1/2SWT217、4 5/8SWT2175 1/2SWT127、SWT2175 7/8SWT127、SWT2176SWT117、SWT1277 7/8SWT117、SWT127、SWT137、SWT2178 1/2SWT117、SWT127、SWT137、SWT2179 1/2SWT117、SWT127、SWT137、SWT21712 1/4SWT115、SWT115C、SWT117、SWT11 7C、SWT125、SWT127、SWT215、SWT21713 3/4SWT115、SWT115C、SWT125 SWT125C、SWT21514 1/2SWT115、SWT115C、SWT125 SWT125C、SWT21516SWT115、SWT115C、SWT125 SWT125C、SWT21517 1/2SWT115、SWT115C、SWT125 SWT125C、SWT215(注:表中仅为部分规格型号)Q 系列气体钻头系列气体钻头Q 系列是专门针对气体钻井开发的钻头该系列钻头在切削结构和喷射系统等方面采用了独特的设计,使其具有更高的进尺和更快的机械钻速。
解决了常规钻头在空气钻井工艺条件下纯钻时间短、可靠性低等问题通过一系列实践证明,在含水量较少的硬地层、严重漏失或者低压地层,Q 系列钻头具有机械钻速高、寿命长和保径效果好的优良性能Q 系列钻头规格型号钻头直径钻头型号5 7/8Q537CS、Q547CS、Q537C、Q547C、Q617CY6Q537CS、Q547CS、Q537C、Q547C、 Q617CY、Q627CH、Q637CH7 7/8Q537CS、Q547CS、Q537C、Q547C、 Q617CY、Q627CH、Q637CH8 1/2Q537CS、Q547CS、Q537C、Q547C、 Q617CY、Q627CH、Q637CH9 1/2Q537CS、Q547CS、Q537C、Q547C、 Q617CY、Q627CH、Q637CH11Q537CS、Q547CS、Q537C、Q617CY12 1/4Q537CS、Q547CS、Q537C、Q547C、 Q617CY、Q627CH、Q637CH(注:表中仅为部分规格型号)YCYC 系列单牙轮钻头系列单牙轮钻头YC 系列单牙轮钻头适合老井开窗侧钻和老井加深等小井眼钻井作业该系列钻头牙轮顶部采用金刚石复合齿,增强牙齿的耐磨性,提高钻头使用寿命。
新型水力结构提高了水力系统对牙轮和井底的清洗能力,优化井底流场,提高钻头机械钻速HJ 系列钻头规格型号钻头直径钻头型号3 3/4YC537、YC617、YC6374YC537、YC617、YC6374 1/8YC537、YC617、YC6374 1/2YC437、YC517、YC537、YC6174 5/8YC437、YC517、Y。