钻头设计

摘要： 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。

摘要： 针对煤层底板灰岩层定向水平注浆井钻进工艺特点及灰岩层地层特性,通过分析现场地质特征及构造、钻孔设计以及井身结构等特点,对拟钻地层特性、钻进工艺以及常规钻头磨损情况进行研究,对钻头剖面形状、切削齿排布、切削齿安装角度以及金刚石复合片优选进行优化设计。新设计钻头采用抛物线剖面,极限密度布齿并针对关键部位增加后备齿加强的方案,降低钻头关键部位磨损,提高钻头攻击性,以通过数值模拟分析异形切削齿破岩效率,以强化鼻部切削齿,提高钻头抗冲击韧性,防止钻头冲击破坏。采用优化设计的钻头进行现场试验,使用寿命较常规PDC钻头提高58.18%;复合钻进平均速度较常规PDC钻头提高50%;定向钻进平均速度较常规PDC钻头提高56.52%,实现了灰岩层底板注浆施工优快钻井需求,为硬岩裂隙地层定向井钻进施工提供了钻头设计方案,为同类地层注浆井的施工提供了技术支撑。

摘要： 为了解决随钻式掏穴技术钻进中需要配套泥浆泵调节流量以切换钻进、掏穴状态,控制效果不甚理想等问题,开发了无泵式双通道机械掏穴钻头,该钻头配套双通道钻杆及双通道送水器使用,在钻具内形成2套互不连通的水路,环空水路用于冷却钻头携带岩粉进行正常钻进,中心水路用于控制刀翼开合,大大提高了刀翼开合的控制精度,同时无需配套泥浆泵,提高了随钻掏穴技术应用范围。通过钻头结构设计、齿轮齿条计算以及水路结构优化等,提高了钻头可靠性,采用设计的钻头在淮北朱仙庄煤矿进行了现场试验,试验共完成了?120 mm的钻孔101个,施工总进尺2 861.5 m,钻孔平均深度28.3 m,出煤量0.20~0.69 t/m,单孔平均出煤量0.22 t/m。采用双通道造穴技术可将原常规施工?120 mm钻孔直径扩大至4.1倍。试验证明:设计的双通道机械掏穴钻头,能够满足无泵式机械掏穴的需求,大大提高了施工效率。本研究为低透煤层瓦斯抽采增透提供了钻具支撑,为本行业类似掏穴钻孔施工提供了技术方案。

摘要： 为提高煤层瓦斯测定精度,一般采用密闭取心的方式进行煤层取样,配套煤层密闭取心用三筒单动取心器,设计了一种密闭取心用超前隔水式P DC钻头.通过对普通底喷式钻头、锥面煤心导进式钻头以及超前隔水式钻头三种结构形式进行对比优化,选用超前隔水式钻头为密闭取心用钻头,该钻头采用超前式小钻头压入煤层,小钻头采用合金切削齿进行干钻,有效隔绝钻井液进入煤心.根据流体力学连续性方程优选水眼数量与尺寸,降低水眼钻井液对煤层冲刷,并采用斜水眼、反向斜面水道等结构进一步防止钻井液进入煤心.根据全覆盖井底的原则进行P DC切削齿排布,优化钻头钻进效率.采用设计的钻头在淮北芦岭煤矿地面采动卸压瓦斯抽采井中进行现场试验,试验证明煤心采取率满足密闭取心施工要求.

摘要： 大直径定向钻进成孔技术的发展,为"以孔代巷"技术抽采采空区上隅角瓦斯提供了技术支持.受限于井下设备条件,常规大直径钻孔主要采用逐级扩孔工艺.然而,逐级扩孔钻进需要多次提钻、下钻,辅助时间长、工人劳动强度大.为提高煤层顶板大直径钻孔成孔效率,开发了双级双速钻进工艺,该工艺采用螺杆马达与钻机分别驱动一级、二级钻头进行单次双级扩孔钻进,可大大提高成孔效率.通过分析双级双速钻进工艺特点、拟钻地层岩性等,从剖面形状、切削齿排布、水路设计以及导向器设计等方面设计了双级双速钻头,该钻头采用球头螺旋形导向器,更容易沿既有钻孔轨迹钻进;采用等切削布齿,提高破岩效率、降低切削齿不均匀磨损,进而提高钻头寿命与钻进效率.设计的双级双速钻头进行了现场试验,试验表明双级双速钻头能够沿先导孔钻进,较常规逐级扩孔钻头综合效率提高25％以上,使用后钻头磨损均匀,满足了双级双速工艺要求,大大提高了煤层顶板大直径钻孔施工效率.

摘要： 苏里格南区块位于内蒙古自治区鄂托克前旗南部地区,属于鄂尔多斯盆地天环坳陷构造,中下部地层以泥砂岩为主,部分地层含有石英砂岩,研磨性强,可钻性差.该区块实施小井眼井深结构,一开表层采用215.9mm钻头施工,二开采用152.4mm钻头施工,二开裸眼段长3200～3400m,施工难度大,针对此情况,研制了152.4mm小井眼高效PDC钻头,该种钻头具有攻击性强、导向性好等特点,在该区块应用实现二开一趟钻施工,提高机械钻速,缩短钻井周期.

摘要： 为提高玉门油田鸭西区块钻井速度,降低事故复杂,结合地层特点和钻井过程中面临的地层倾角大、井眼轨迹控制困难、PDC选型难效果差、长裸眼段摩阻扭矩大、易卡钻、易井漏等技术难题,开展了钻头改型、井眼轨迹控制、减摩扭、钻井液体系优选、事故复杂防控等关键技术研究并进行现场试验.现场试验表明:改进后的PDC钻头性能稳定,机速高;优选的钻具组合和高效能螺杆能实现优快钻井达到提速目的;优化阳离子钻井液体系能有效预防事故复杂,保证有效携岩、井壁稳定和井眼润滑,助力钻井提速;优化井眼轨迹控制减摩减扭,降低摩阻扭矩,提高钻井速度.经研究形成的鸭西区块钻井关键技术为该区块的安全高效钻井提供了技术支撑.

摘要： 四川盆地须家河组致密砂岩地层研磨性强、可钻性差,采用常规高效牙轮和PDC钻头存在着钻头破岩效率差、单只钻头进尺少、机械钻速低等技术难题.首先设计了适用于孕镶金刚石钻头的钻凿特性测定试验装置,包括主体机架、钻进系统及岩样夹持系统等部分组成,能够针对孕镶金刚石钻头的破岩机理、磨损能力等进行分析.然后通过研制孕镶金刚石参数优选试验模拟钻头,采集须家河组致密砂岩地层的露头岩石,开展了模拟不同钻压、转速条件下金刚石粒度、浓度对孕镶钻头机械钻速和磨损量的影响试验.试验结果表明,随着金刚石粒度变小和浓度增大,有利于显著延长孕镶钻头的使用寿命;选用40/50目或50/60目金刚石粒度,同时配以70％左右的金刚石浓度,可以起到兼顾提高致密砂岩机械钻速和钻头寿命的效果,为今后四川盆地须家河组地层开展孕镶钻头的研制及应用提供了理论依据.

摘要： 如果被问及常见的机械加工操作有哪些,技师和工具制造商基于自身经验会有不同的答案。尽管答案不同,但均会包括钻削加工。钻削是一种已使用上千年的加工工艺。其根源可追溯至古埃及,那时金字塔的建造者通过在石材上钻孔来建造巨大的结构。从当今的标准来看,早期的加工方法较原始。随着制造业工业化进程的发展,工件材料的进步和对更高精度的需求,促使了钻削技术的进步。

摘要： 反循环气体钻井是流体从钻杆、钻铤与井壁、或套管之间的环空流入，通过钻头对井底冲刷和清洗岩屑，然后从钻头中心孔眼通过钻铤、钻杆中心孔将岩屑带出地面，即流体方向正好与正循环的流体方向相反。根据收集到的徐深区块相关地层资料及正循环牙轮钻头在该区块的使用资料我们设计了型号为81/2 MD617HDY的空气反循环钻头。主要分析反循环钻头腔体与环空流道内的流速分布，以及井底附近的速度场。从对两种钻头设计模型的分析可以看出，在气体流量为50m3/min的条件下，两种不同腔体结构的反循环钻头，足以洁洗井底岩屑 . 并使岩屑顺利上返至地表。从排屑通畅性上考虑，由于结构1岩屑上返通道多，总截面积较大，更利于岩屑快速顺利上返。

摘要： 在钻井工程中,钻头的时效至关重要,影响着钻进速度和钻井成本,本文旨在提高单只钻头的经济技术指标,进而取得较大的经济效益.本文从钻头的破岩机理和循环压耗两个方面入手,着重分析了牙轮钻头、PDC钻头的特点,在符合实际的前提下将PDC钻头与牙轮钻头的优点结合,形成了两级切削的复合钻头设计思想.主体结构上设计为两级切削模式,即PDC切削齿的一级切削和牙轮的二级切削.另外,钻头两级切削后的阶梯状井眼产生一个等效的导向角,根据流体力学原理,可有效减小局部水头损失.新型两级切削复合钻头可以有效降低开采成本,适应未来动态需要.

摘要： 根据高炉开铁口钻的工作条件,选择钻头结构材料,包括钢材、硬质合金、钎料、焊剂.采用感应钎焊工艺,钻头性能满足钢铁厂开口作业要求,通过产品跟踪分析钻头报废形式,通过改进措施完善钻头设计、钎焊工艺.

摘要： 粒子冲击钻井钻头是随着粒子冲击钻井技术的提出而发展起来的一类新型钻井破岩工具.主要在硬地层钻井中具有很好的破岩性能,具体表现在:改变了常规PDC钻头的结构,依靠粒子射流和切削齿破岩,钻进速度快,钻速高.本文分析了粒子冲击钻井破岩机理,设计PID钻头结构,并且应用Mixture软件模拟了几种喷嘴结构,得到了这些喷嘴内粒子的速度分布、粒子的运动轨迹和混合流体的密度分布规律,得出了优选喷嘴的方法和最优的喷嘴布置方式.

摘要： 本文介绍国内外深井超深井钻井的发展历史和发展现状、深井超深井的界定及世界上发达国家高效钻进深井超深井的技术指标.中国深井超深井的发展历史和现状及三个阶段进展情况和较低的钻井效率和指标,指出了深井超深井钻井技术的难点,以及提高深井超深井效率的主要技术措施和方法,还提出了钻头在深井超深井钻井的重要性和提高钻井效率的作用.介绍了河北小蜜蜂集团近几年研制的四种新型钻头.其一是牙轮—PDC钻头的工作特性和适应钻进较复杂底层的优越性;其二是较详细地介绍了锥齿钻头的钻井优点;三是柱状孕镶金刚石钻头的设计、制造、布齿特点,高性能低成本钻头胎体配方的研制和适于不同地层孕镶齿各种胎体配方的性能;四是介绍了大螺旋造斜钻头的设计理念和钻头特征.这的四种钻头都可供深井超深井钻井选用.

摘要： 本文介绍国内外深井超深井钻井的发展历史和发展现状、深井超深井的界定及世界上发达国家高效钻进深井超深井的技术指标.中国深井超深井的发展历史和现状及三个阶段进展情况和较低的钻井效率和指标,指出了深井超深井钻井技术的难点,以及提高深井超深井效率的主要技术措施和方法,还提出了钻头在深井超深井钻井的重要性和提高钻井效率的作用.介绍了河北小蜜蜂集团近几年研制的四种新型钻头.其一是牙轮—PDC钻头的工作特性和适应钻进较复杂底层的优越性;其二是较详细地介绍了锥齿钻头的钻井优点;三是柱状孕镶金刚石钻头的设计、制造、布齿特点,高性能低成本钻头胎体配方的研制和适于不同地层孕镶齿各种胎体配方的性能;四是介绍了大螺旋造斜钻头的设计理念和钻头特征.这的四种钻头都可供深井超深井钻井选用.

摘要： 本文介绍国内外深井超深井钻井的发展历史和发展现状、深井超深井的界定及世界上发达国家高效钻进深井超深井的技术指标.中国深井超深井的发展历史和现状及三个阶段进展情况和较低的钻井效率和指标,指出了深井超深井钻井技术的难点,以及提高深井超深井效率的主要技术措施和方法,还提出了钻头在深井超深井钻井的重要性和提高钻井效率的作用.介绍了河北小蜜蜂集团近几年研制的四种新型钻头.其一是牙轮—PDC钻头的工作特性和适应钻进较复杂底层的优越性;其二是较详细地介绍了锥齿钻头的钻井优点;三是柱状孕镶金刚石钻头的设计、制造、布齿特点,高性能低成本钻头胎体配方的研制和适于不同地层孕镶齿各种胎体配方的性能;四是介绍了大螺旋造斜钻头的设计理念和钻头特征.这的四种钻头都可供深井超深井钻井选用.

摘要： 本文介绍了页岩气勘探钻探关键技术方法研究项目主要内容、创新点及生产应用效果,通过应用,取得了良好的技术经济效果.对地下新型清洁能源的勘探钻探技术起到了重要的支撑及引领作用.

摘要： 本文介绍了页岩气勘探钻探关键技术方法研究项目主要内容、创新点及生产应用效果,通过应用,取得了良好的技术经济效果.对地下新型清洁能源的勘探钻探技术起到了重要的支撑及引领作用.

摘要： 本文介绍了页岩气勘探钻探关键技术方法研究项目主要内容、创新点及生产应用效果,通过应用,取得了良好的技术经济效果.对地下新型清洁能源的勘探钻探技术起到了重要的支撑及引领作用.

摘要： 本发明公开了一种PDC钻头的设计方法、装置及PDC钻头，所述PDC钻头的设计方法包括：获取钻井平均钻速、钻头井下转速、钻头刀翼的个数；根据所述钻井平均钻速、钻头井下转速确定钻头每转进尺；根据所述钻头每转进尺、钻头刀翼的个数确定钻头刀翼每转进尺；根据所述钻头刀翼每转进尺确定钻头前排切削齿与后排切削齿之间的高度差。本发明所述PDC钻头的设计方法、装置及PDC钻头，能够提高PDC钻头使用寿命。

摘要： 本发明提供一种能够使钎焊工序变得容易且能够高精度地钎焊的钻头用坯件、坯件的制造方法、钻头以及钻头的制造方法。通过对钻头用坯件(2)进行钎焊而形成钻头(1)，钻头用坯件(2)呈由超硬合金构成的圆柱长条状，在长度方向上，当将两端中的一端(A)的直径设为d

摘要： 披露了一种设计用于定向和水平钻探的多层井下的钻探工具。该钻探工具包括：具有延伸通过其中的旋转轴线的钻头体。多个主刀片设置在钻头体的外部上，以及多个次级刀片于钻头体的外部设置在主刀片之间。钻探工具还包括多个设置在主刀片的外部上第一层切削元件，以及多个设置在次级刀片的外部上的第二层切削元件。第二层切削元件是按反向轨迹式设置构造与第一层切削元件呈轨迹式设置。

摘要： 一种现场选取钻头的系统，包括服务器，其具有用于执行如下功能的计算处理器：接收第一模拟请求，执行第一模拟请求以生成第一组性能数据，接收第二模拟请求，以及执行第二模拟请求以生成第二组性能数据。连接到所述服务器的计算装置，其具有执行如下功能的图形用户界面：选取基准钻头，输入多个钻井数据，发送所述第一模拟请求，接收所述第一组性能数据，呈现所述第一组性能数据用于检查，修改钻头的参数，发送具有所述被修改的参数的第二模拟请求，从所述第二模拟中接收所述第二组性能数据，以及呈现所述第一组性能数据和所述第二组性能数据用于检查。

摘要： 披露了一种设计用于定向和水平钻探的多层井下的钻探工具。该钻探工具包括：具有延伸通过其中的旋转轴线的钻头体。多个主刀片设置在钻头体的外部上，以及多个次级刀片于钻头体的外部设置在主刀片之间。钻探工具还包括多个设置在主刀片的外部上第一层切削元件，以及多个设置在次级刀片的外部上的第二层切削元件。第二层切削元件是按反向轨迹式设置构造与第一层切削元件呈轨迹式设置。

摘要： 本发明公开了一种PDC钻头的设计方法、装置及PDC钻头，所述PDC钻头的设计方法包括：获取钻井平均钻速、钻头井下转速、钻头刀翼的个数；根据所述钻井平均钻速、钻头井下转速确定钻头每转进尺；根据所述钻头每钻进尺、钻头刀翼的个数确定钻头刀翼每转进尺；根据所述钻头刀翼每转进尺确定钻头前排切削齿与后排切削齿之间的高度差。本发明所述PDC钻头的设计方法、装置及PDC钻头，能够提高PDC钻头使用寿命。

摘要： 通过测量钻头的切削元件的位置和朝向以及利用所获得的测量值计算钻头的不平衡力的大小和方向可以预测钻地旋转钻头的漂移特征。计算的不平衡力可以与具有计算不平衡力和观测漂移特征的至少一个其它钻头的不平衡力进行比较。通过构建包括用于多个钻头的计算不平衡力的大小和方向以及观测漂移特征在内的数据库可以设计钻地旋转钻头。选择希望的漂移特征，访问数据库，并且可以将钻头构造为具有选定不平衡力以给钻头赋予希望的漂移特征。钻头构造为沿与钻头刀片相关的预定方向具有不平衡力。一种系统可用于监视操作钻头的不平衡力以及提供或实现希望的工作参数以对其实现补偿。

摘要： 本发明提供一种能够使钎焊工序变得容易且能够高精度地钎焊的钻头用坯件、坯件的制造方法、钻头以及钻头的制造方法。通过对钻头用坯件(2)进行钎焊而形成钻头(1)，钻头用坯件(2)呈由超硬合金构成的圆柱长条状，在长度方向上，当将两端中的一端(A)的直径设为d

摘要： 本发明公开了一种追踪钻头破岩井底岩石强度全域相等的钻头设计方法，该方法包括，建立岩石强度与载荷动态加载应变率之间的关系；根据钻齿破岩过程载荷动态加载应变率计算方法，调整布齿参数；建立各主切削齿对应的井底岩石强度变化因子与钻头布齿参数之间的关系；调整每对相邻主切削齿对应的不同类型井底岩石强度变化因子之间的差值；将钻头上的每个主切削齿对应的钻齿水平切削力、合力矢量加和；根据不同破碎模式下钻头设计目标控制条件完成钻头设计；此方法调整切削齿与岩石动态接触强度完成钻头设计，减少传统钻头各主切削齿所受强度不同导致钻头局部损坏、破岩效率下降，提高钻头井底受力均匀性、延长钻头寿命，具有广阔应用前景。

摘要： 本发明公开了一种追踪钻头破岩井底岩石强度全域相等的钻头设计方法，该方法包括，建立岩石强度与载荷动态加载应变率之间的关系；根据钻齿破岩过程载荷动态加载应变率计算方法，调整布齿参数；建立各主切削齿对应的井底岩石强度变化因子与钻头布齿参数之间的关系；调整每对相邻主切削齿对应的不同类型井底岩石强度变化因子之间的差值；将钻头上的每个主切削齿对应的钻齿水平切削力、合力矢量加和；根据不同破碎模式下钻头设计目标控制条件完成钻头设计；此方法调整切削齿与岩石动态接触强度完成钻头设计，减少传统钻头各主切削齿所受强度不同导致钻头局部损坏、破岩效率下降，提高钻头井底受力均匀性、延长钻头寿命，具有广阔应用前景。