大口径牙轮钻头设计中存在的问题及其改进方法

硬岩中钻进是基桩孔钻进中的一大难题．不少工地试图用牙轮钻头钻进基岩，但一直未取得理想的效果。大口径牙轮钻头在硬岩中钻整低，磨损快．不少研究者指出，其原因主要是钻压过低而又无法加压所致．但在现场，一些用石油钻牙轮装配的钻头，不加压时难以转动，因而无法增加钻压．本文从运动学方面分析了钻头所存在的这一问题．提出了纯滚动牙轮钻头的设计方法．并考虑了如何使钻头上内外周牙轮等磨损以提高钻头寿命的问题。     

大口径轮钻头设计中存在的问题及其改进方法

硬岩中钻进是基桩孔钻进中的一大难题。不少工地试图用牙轮钻头钻进基岩，但一直未取得理想的效果。大口径牙轮钻头在硬岩中钻速低，磨损快。不少研究者指出，其原因主要是钻压过低而又无法加压所致。     

牙轮钻头钻井参数探讨

在水井等钻井工程中,广泛采用牙轮钻头钻进硬岩。为了更好地发挥牙轮钻头高效钻进的优越性,进一步提高钻进效率,延长钻头使用寿命,降低钻井成本,有必要深入讨论牙轮钻头在钻进中的钻压、转速及冲洗液等钻进参数与钻进效率的关系。１　钻压牙轮齿对岩石的破碎作用有３种：即压碎、冲击和剪切。压碎是牙轮在钻压的作用下对岩石的静力压碎作用,其效果主要取决于钻压的大小和岩石的硬度;冲击是牙轮滚动时轮齿交替作用于岩石,而使牙轮轴心产生上下往复振动,冲击作用与牙轮的齿数、转速和钻压有关,冲击力与齿数成反比,与转速和钻压成正…     

硬岩钻进用石油钻头研究现状及发展趋势

能源与矿产的持续安全供给是经济快速增长的保证,而中硬岩层钻进一直限制着油气钻井向深部发展。针对硬岩地层钻进,地质行业主要采用金刚石钻头钻进,而油气钻井行业除按传统方法采用牙轮钻头和金刚石钻头钻进之外,也逐渐开展了PDC钻头钻进硬岩的研究。本文分别介绍了牙轮钻头、金刚石钻头和PDC钻头在油气勘探硬岩钻进中的应用研究现状。其中,牙轮钻头研究主要集中在增强轴承密封性能、改进布齿结构和提高切削齿强度三个方面,而金刚石钻头研究则集中在碎岩机理、金刚石参数和胎体性能,以及钻头结构三个方面。提出了三类钻头的研究方向和发展趋势,为硬岩钻探技术发展提供参考。     

元坝地区珍珠冲地层新型三牙轮钻头的研制与应用

砂砾岩地层是钻井工程中的难钻地层,如何提高砂砾岩地层的钻进效率和钻头寿命一直是工程实践中的重要问题。针对在元坝地区珍珠冲石英砂砾岩地层钻进过程中,使用普通型牙轮钻头外排齿易早期断齿、综合使用指标低的问题,开展了地层岩性、钻头使用与失效分析。针对性地开展了钻头的切削结构、齿材优化以及加强保径等方面的研究,优化设计、研制出HJT547GKL型新型三牙轮钻头。现场试用结果表明,这种新型牙轮钻头在元坝地区珍珠冲组石英砂砾岩地层钻进中有较高的行程进尺。该钻头是一种结构简单、扶正保径好、可靠实用,适用于较硬、有硬夹地层的新型实用三牙轮钻头。     

PZ系列组合牙轮钻头在基桩工程中的应用

近几年,我们为施工单位提供了２０００余只拼装组合式牙轮钻头,累计钻进基岩几十万米,基本上解决了基桩施工中嵌岩的难题,并取得了良好的技术经济效益。１结构特点大直径组合牙轮钻头在国内应用有近２０年历史,但由于技术上的问题,钻进效率低,牙掌寿命短,易出事故...     

国际油气井钻头进展概述（一）——Kymera 组合式（Hybrid)钻头系列

针对油气钻井中钻遇坚硬地层、粘-滑（stick-slip)地层、软硬互层与含夹层地层,以及定向井、水平井等钻进中PDC钻头钻进效率、钻井方向控制方面的局限性问题,贝克· 休斯公司克里斯坦森（Baker Hughes Christensen )分公司于2011年四季度向国际市场推出了将金刚石复合片与牙轮相结合的钻头——Kymera组合式钻头。该新型钻头藉助于牙轮在硬岩层中的侵入能力,提高碎岩效率,改善PDC的冷却,还能明显降低钻头在井底的扭矩,提高钻井方向的控制能力。在世界各地现场实际应用取得了良好的钻井效果。介绍了Kymera组合式钻头的研发背景和历程,以及其在世界多地油气钻井中的现场应用情况。     

DKY95XHP5型钻头及无岩心钻进工艺

ＤＫＹ９５ＸＨＰ５型地勘牙轮钻头采用了楔形硬质合金镶齿、滑动轴承密封润滑，储油和平衡补偿和新型专利喷嘴等先进结构，使用该钻头及配套无岩心钻进工艺，在中硬砂岩和灰岩中钻进，钻探台效提高，单位进尺成本降低。     

Ø215.9 mm四牙轮取心钻头设计与应用

针对硬岩及复杂地层取心钻进效率低、钻头寿命短的问题,依托“深海钻探技术与工程支撑”项目研制了?215.9 mm四牙轮取心钻头。通过合理布置牙轮角度与分布、优化取心结构,有效提高岩心采取率,保证钻头在硬岩中的钻进速度与可靠性。在之前进行了陆地试验和海洋试验并不断优化改进的基础上,本次在内蒙古自治区呼和浩特市清水河县首次进行了实验性的地热勘探取心施工,全段地层均为高研磨性、高硬度花岗岩,取心困难。采用?215.9 mm牙轮取心钻头配合常规的取心钻具,钻进效率达1.2 m/h,岩心采取率为70%~90%,取得了较好的应用效果,为海洋钻探硬岩取心提供了技术保障。     

射流式液动冲击器在ZK01-2井提速应用研究

在深部地热开采中所钻遇的花岗岩地层,由于其硬度高、研磨性强、致密、可钻性差,致使钻进效率低、钻头消耗大、钻探周期长、成本高等。在“张家口地区地热资源调查评价”项目ZK01-2井施工中,为提高钻探效率,降低钻探周期与成本,采用了射流式液动冲击器配牙轮钻头的钻进方法,在硬岩地层中实现了高效破岩的应用效果。钻进过程中还对排量、钻压、转速等多种钻井工艺参数进行了优化分析,并进行了多次现场试验验证。应用结果表明,硬岩地层在进尺相同的条件下,采用射流式液动冲击器提速钻进比常规普钻效率提高了30%以上,大幅提高了硬岩地层的机械钻速,有效提升了钻探效率,起到了高效破岩的作用,为花岗岩等硬岩地层提速增效提供了重要的技术支撑。     

PZ系列组合式牙轮钻头在大直径嵌岩桩施工中的应用效果

本文通过大口径桩孔基岩钻进，探讨了ＰＺ系列组合式牙轮钻头结构特点、合理钻进参数的确定及碎岩机理。工程实践证明，牙轮钻头是我国目前大直径桩孔嵌岩施工较为理想的工具，应用效果良好。     

承德闫营子地热勘探井钻井技术分析

承德闫营子地热井钻遇地层坚硬、造斜、岩性复杂,施工难度较大。施工期间,采用了螺杆钻具完成事故处理、纠斜、复合钻进工作。分析了螺杆钻具在3种工况下的使用效果;应用MD钻头解决了硬岩钻进常规钻头磨损严重的问题;最后针对钻进中存在的钻速低、钻铤断裂问题,提出了改进建议。     

PZ系列拼装组合式大直径牙轮钻头的研制与应用

ＰＺ系列拼装组合式大直径牙轮钻头可适用于嵌岩灌注桩钻孔和水井的钻进。该系列钻头直径从４００ｍｍ到２０００ｍｍ，本文对钻头的外形设计、底面结构形式、牙轮的选择和分布以及水力学设计等进行了阐述，该型钻头经１００多个单位使用，效果良好，作者也提出了改进方向。     

扩大PDC钻头适应岩层范围的技术措施

现有PDC钻头在中硬岩层中具有较好的钻进性能，但钻进软岩时存在钻头糊钻、效率低的问题，钻进较硬岩层时则存在钻头寿命短的问题，而大部分岩层属软、较硬岩石互层，因而制约了PDC钻头的大量推广应用。论述了扩大PDC钻头适应岩层范围的技术措施，并通过现场试验证明了技术措施的可行性。     

桩基筒形翼状钻头的改进设计及应用

针对浙江省温州市世贸中心大厦桩基施工中硬岩钻进时出现的堵管、卡钻和效率低等问题,从所钻地层和钻头的磨损分析出发,提出了钻头的改进设计方案.改进型筒形翼状钻头比原先使用的平底滚刀钻头增加了18个孕镶金刚石-针状硬质合金复合式钻齿和3个钎头,并按受力特点进行了合理分布.实际钻进效果表明改进型钻头应用于超深、大直径钻孔的钻进效率较高、钻进过程平稳.针对钻头的实际磨损情况提出了钻头进一步改进设计的建议.     

牙轮钻头在气举反循环钻探中的应用

本文根据牙轮钻头在气举反循环钻探中的实际应用情况,对矛轮钻头的分类及破岩机理,气举反循环钻进工艺特点和矛轮钻头的选择,使用效果和体会,作了较全面的论述外,还对矛轮钻头在使用中的一些情况进行了分析。     

牙轮钻头在水井钻进中钻进规程参数的确定

目前牙轮钻头已较为广泛地用于水井钻探。但用水井钻探设备使用牙轮钻头钻进时,如何正确地确定钻进规程参数,提高牙轮钻头的钻进效率和使用寿命,是值得进一步研究的问题。本文就上述问题,结合生产实际进行了探讨,得出牙轮钻头在水井钻进中的钻进规程参数,其结论对生产实际有实用价值。     

泥湾门大桥浅海大直径嵌岩桩施工技术

介绍了在浅海施工直径２．２０ｍ嵌岩桩的技术问题。包括平台的搭设，用刮刀钻头与牙轮钻头钻进克取硬岩一次成孔工艺，利用冲洗液平衡原理处理浅海钻进护简断裂的成孔方法，改进浇灌清孔流程，保证浇灌质量。     

涡轮钻和改进的PDC钻头在硬岩钻进中的应用

涡轮钻和改进的ＰＤＣ钻头，在硬岩钻进中的应用Ｒｏｂｅｒｔ　Ｃ．Ｂｏｕｄｒｅａｕｘ等马保松译孙友宏校在墨西哥湾地区，采用涡轮钻进配合具有改进的导轨式切削结构的ＰＤＣ钻头，提高了中硬一硬岩层中的钻进效率，与使用容积式马达的回转钻进相比，无论在什么样的钻进...     

大口径牙轮组合钻头钻进成本的控制

本文分析了大口径牙轮组合钻头钻进成本的构成和提高机械钻速的几个有效途径，提出了提高牙轮钻头使用寿命的措施。