三翼钻头的结构改进及其在硬粘土地层中的应用

针对三翼钻头在硬粘土地层的钻进所遇到的问题提出了改进措施 ,对去掉护圈、改变副吸渣口形状 ,调整前角角度、切削齿的排列等问题进行了探讨 ,基本解决了三翼钻头易糊钻、钻速缓慢的两大难题。     

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。     

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.     

某金矿水平绳索取心钻进钻头选型及试验分析

为探明矿产储量和矿带产状,进行了水平绳索取心钻进试验。由于试验场地地质条件复杂,钻头不能很好的适应地层,未取得理想钻进效果。通过对绳索取心钻头的选型试验,重点分析了水平钻进对钻头的影响。结合完孔后的钻孔轨迹,逆向分析了水平钻进与钻孔轨迹的关系。选出了适合该矿区的钻头,并提出了钻头的改进方法及防止钻孔弯曲的建议。     

单牙轮钻头在胜利油田小井眼钻井中的应用

通过对单牙轮钻头在胜利油田的使用特点、使用情况以及存在问题的分析，提出单牙轮钻头的改进对策，并指出单牙轮钻头是小井眼钻井的最佳选择。     

复杂地层钻进中贯通式潜孔锤的应用及反循环钻头的改进

针对贯通式潜孔锤在复杂地层钻进中遇到的问题,对反循环钻头进行了改进:在钻头上部增加喷射孔,使气流只有一少部分进入孔底,大部分经喷射孔直接进入内管,排至地面。生产试验证明,改进后的反循环钻头更有利于形成反循环,使用效果良好。      

平底改锥体滚刀钻头及应用效果

以滚刀钻头破岩理论及常规锥底翼状钻头破岩理论为指导，分析提出了平底滚刀钻头在易斜地层钻进偏斜度大的机理，并设计了改进锥底滚刀钻头的关键结构及主要参数，改平底滚刀钻头为锥底滚刀钻头并进行了施工应用，取得了非常理想的工程效果。     

大口径钻头焊缝断裂的原因及改进

本文就桩基工程大口径钻孔所用硬质合金钻头常见的焊缝断裂现象,分析了产生问题的原因并提出了改进措施,以延长钻头的使用寿命,提高施工的经济效益。     

基于LS-DYNA的贯通式潜孔锤反循环钻头强度的优化分析

通体花键式贯通式潜孔锤反循环钻头在实际施工中尾部较易损坏,影响反循环钻头的使用寿命。为提高反循环钻头的使用寿命,对反循环钻头尾部结构进行了优化设计,并采用非线性动力学仿真软件LS-DYNA对改进前后的反循环钻头进行了仿真分析。分析结果表明：由于在冲锤的高频冲击作用下,反循环钻头尾部易出现较大的局部应力集中,导致钻头体出现疲劳破坏;通过对钻头尾部结构设计优化后,与通体花键式反循环钻头相比,新结构钻头在无泄风槽情况下,应力集中值减小44%,在有泄风槽的情况下,应力集中值减小19%。数值模拟分析表明,优化后能大幅度提高钻头寿命。     

导向钻进非开挖铺管施工扩回钻头的设计改进

针对导向钻进非开挖铺设地下管线施工中回扩钻头存在的口径大、包泥堵钻、进尺缓慢、切削齿不耐磨等问题,对钻头结构进行了研究,并从导向钻头、出水口、刮刀、切削齿等四个方面对钻头进行了改进。改进后的回扩孔钻头既有利于切入地层,具有导向和稳定作用,又具有切削阻力低、强度高、耐磨性好的优点,极大的提高了钻进效率。经多项工程检查,扩孔钻头平均单孔耐磨翼片磨损量为1.2～1.75mm,平均〈0.5mm/km。     

新型金刚石造斜钻头的研制及改进

简述了配合连续造斜器使用的金刚石造斜钻头的设计方案,利用有限元软件对其水力结构进行优化。设计的新型金刚石造斜钻头经现场使用效果良好,但内径磨损严重,后经中心部位优化改进,大大改善了中心磨损问题,钻头综合性能得到了大幅提高。     

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。     

热-机碎岩孕镶金刚石钻头的设计及试验研究

为提高钻进效率,合理利用钻进过程中产生的热量,本文采用摩擦热能辅助机械能碎岩（简称：热-机碎岩）的方法,将氮化硅作为摩擦元件引入孕镶金刚石钻头中,以提高钻头工作层的钻进性能。本文通过对钻头水口、摩擦元件的尺寸计算,钻头胎体、结构的设计,制造了一种新型热-机碎岩孕镶金刚石钻头（简称：热-机碎岩钻头）,并与常规六水口钻头和三水口钻头开展了室内钻进试验对比。结果表明,与六水口钻头和三水口钻头相比,热-机碎岩钻头加入摩擦元件后能够因摩擦生热而使岩石产生弱化作用,钻头钻速提高,在相同钻井液流量下最高可比六水口钻头的机械钻速高33.3%。热-机碎岩钻头胎体的磨损程度比三水口钻头小,热-机碎岩钻头可用于强研磨性地层的钻进。     

绳索取心金刚石钻头的改进

铁南勘探区部分岩石可钻性为8级，研磨性中等，煤层以粉煤为主，胶结性差。针对该区煤心采取率低的情况，对绳索取心金刚石钻头进了了改进：一改钻头形状为三环尖齿底唇形状；二是根据不同地层及岩性选用不同胎体硬度金刚石钻头、不同的金刚石粒度与浓度；三是在底喷钻头水口处加设隔水墙，并改变倒角方向。     

硬质合金在牙轮钻头滑动轴承上的应用研究

在分析牙轮钻头轴承摩擦损机理的基础上，提出改进其轴承摩擦表面材料是提高其寿命的有效途径，通过对硬质合金的力学性能和摩擦性质的分析，论证了硬质合金可以用于齿轮钻头滑动轴承摩擦表面，并提出了硬质合金脆性的解决方法。     

地质部勘探技术研究所两年来研究推广的12种轻便式刮刀钻头图

1-鱼尾钻头;2-三翼钻头(钢砂钻头改制);3-锥形钻头;4-匙式三翼钻头;5-锥形四翼钻头;6-三翼钻头(锁接头改制);7-阶     

金刚石岩芯钻头的水力学问题

1979年西德克利斯坦森钻头公司委托克劳斯塔尔大学石油钻采研究所协助研究岩芯钻头的水力学问题,以便改进它的孕镶钻头.现简单介绍一下对这个专题的一些思路和进展情况. 问题的提出随着金刚石合成技术的迅速发展,人造金刚石孕镶钻头不断显示出它的优越性.近年来人们做了不少努力,力求扩大孕镶钻头的应用范围,最大程度地取代天然金刚石表镶钻头.阻碍这一目标实现的主要原因之一是井底排粉和钻头冷却问题.与表镶钻头相比,孕镶钻头一个突出的弱点是金刚石颗粒小、出刃小.钻进过程中岩粉不易排出,钻头不能有效的冷却,随之带来的问题是钻进速度低,容易烧钻.目前常用孕镶钻头的     

提高硬质合金钻头的焊接质量

钻探工程中,经常出现硬质合金块碎裂或脱落的问题,除地层结构等的影响和使用钻具不当外,硬质合金钻头的焊接质量不高是一个重要原因.因此,提高硬质合金钻头的焊接质量,改进钻头焊接工艺十分必要.由于硬质合金较脆,导热性差,热后收缩率大,如果焊接不当,便会引起内应力增大而造成裂纹.     

旋挖钻机钻头(泥斗)的改进

论述了旋挖钻机钻头(钻斗)的工作原理,针对其在膨胀性粘土地层施工中的不足之处,对其结构进行的改进,并介绍了其改进后的实际使用效果.     

圆辊阀式抽筒钻头初步设计探讨

本文针对冲击式钻机在卵砾石地层钻进过程中,抽筒钻头经常出现的卡堵现象,提出了改进抽筒钻头的设计构想,并探讨了采用圆辊阀式系统,克服堵塞,以充分发挥冲击式钻机应用广泛的优势,增大应用范围,提高工作效率。